¡La fiesta de todos los mexicanos ya está aquí! El Gran Premio de México se disputa este fin de semana en el Autódromo Hermanos Rodríguez y con ello llega un factor super importante que los equipos tomarán muy en cuenta: la densidad del aire y la altura de la ciudad.

¿Por qué el aire juega un papel super importante este domingo?, ¿qué se debe considerar respecto a las configuraciones aerodinámicas de este fin de semana?

De entrada, debemos tomar en cuenta que la Ciudad de México se encuentra a una altura de 2,250 metros. Esto implica que a mayor altura, la concentración de oxígeno disminuye; es decir, si a nivel del mar el porcentaje de oxígeno ronda la cifra de 21 %, a la altura de la CDMX esta concentración disminuye al valor de 16 %.

Pero, ¿y eso qué?

Bueno, a menor altitud la concentración de las moléculas de oxígeno es mayor, por lo que mayor es la densidad del aire. A mayor altitud la presión atmosférica disminuye y las moléculas por lo tanto se encuentran más separadas que de lo normal (nivel del mar) y entonces el aire se torna menos denso. ¡A la altitud de la CDMX la densidad del aire disminuye casi 25 % que al nivel del mar! Esto se ve reflejado en la aerodinámica y en la respuesta del motor.

Con esta disminución del 25 % de la densidad del aire, las diferencias de presión tanto por arriba como por debajo de los apéndices aerodinámicos se ve proporcionalmente disminuida, por lo que estos apéndices generaran una cuarta parte menos de carga aerodinámica. Esto implica que la misma carga aerodinámica y resistencia al avance en una pista a nivel del mar no será la misma en condiciones diferentes de altura (el tiempo de respuesta de la ganancia de generación de carga es mayor). Al concebir sus automóviles, los equipos elegirán sus objetivos de eficiencia aerodinámica, es decir, cuánta resistencia inducida es aceptable para una fuerza aerodinámica dada, y diseñarán y desarrollarán su automóvil alrededor de esos objetivos. 

Toro Rosso llega a México con flats en su alerón delantero mas elevados que en otras pistas donde la carga aerodinámica se requiere menor.

McLaren apuesta por una configuración similar en sus flats del alerón delantero, sin embargo se observa que su geometría va más tirada en dirección de los endplates y más elevada en dirección de la nariz.

El incremento en el área de planta de los flats de Alfa Romeo nos indican que buscan obtener carga aerodinámica si o si. Puede verse el gran tamaño de estos flats comparado con otros alerones vistos previamente.

No podemos olvidarnos del alerón trasero, que al ser de dos elementos y su configuración de flap de ranura o Fowler se opta por aumentar la altura del elemento móvil para generar mayor carga en la parte trasera. Ferrari ilustra el ejemplo de esto.

¿Qué hay de la potencia del motor en México?

Los motores de Formula 1, de la era actual vienen turboalimentados, lo que esta pieza suministra el aire adicional que el que un motor naturalmente aspirado podría suministrar por sí mismo. Los motores naturalmente aspirados (atmosféricos), al estar en presencia de una densidad menor de aire (capas de aire más delgadas), enviaran menos aire a la cámara de conbustión, por lo que la quema de la mezcla podría ser pobre y verse reflejada en menor potencia del motor. La ventaja con los motores de F1 es que con la ayuda del turbo esta presión necesaria para enviar el aire suficiente hacia la caámara de combustión se mantiene (el turbo por ende gira más rápido debido a la baja densidad del aire), por lo que el motor no se ve forzado.

Pero, ¿entonces cual es la desventaja en México?

El turbo, por sí mismo tiene un punto máximo de explosión, este punto determina la velocidad máxima a la que la turbina del turbo puede girar y en la que la carcasa de este no explotaría. Al girar más rápido de lo habitual, el turbo puede llegar a su punto máximo de explosión y expulsar residuos. Los turbos están homologados para no girar a velocidades mayores a las permitidas por la FIA (120,000 RPM), sin embargo este aspecto es muy importante cuando se corre en México. Entre mayor sea el turbo, menos será su velocidad de explosión.  El tamaño del turbo generalmente está determinado por cuán eficiente es la transferencia de energía desde la turbina al cigüeñal a través de la electrónica y el MGU-K (sistema de recuperación de energía cinética). Si la altitud es tal que al girar con más fuerza para compensar el aire fino (baja densidad), lleva el turbo cerca de su punto de explosión, entonces ese motor podría estar en desventaja a uno con un turbo más pequeño y mayor velocidad de punto de explosión.

Enfriamiento de partes expuestas a fricción

Digamos que los frenos juegan el papel de víctima y que el victimario sería la densidad del aire. El aire, al presentar baja densidad, tendrá menor efecto en el enfriamiento de estas partes del coche, por lo que el enfriamiento del motor y frenos, en México, tienden a ser escasos. Para compensar este efecto, los coches deben presentar una aerodinámica tal que ayuden a dirigir el flujo de aire adecuadamente hacia los frenos y motor para que el enfriamiento sea mucho mayor.

La pista

La temperatura de la pista juega otro papel super importante para los neumáticos. Nuevamente, el aire juega el papel de victimario ya que su baja densidad hace que los rayos del sol peguen más directamente contra el asfalto. Caso contrario en el que hubiese mayor densidad del aire, en esta situación los rayos solares impactarían menos. Por lo tanto, en México, a una temperatura de 25 °C la temperatura de la pista presentaría valores de hasta 50 °C. Para México Pirelli ya dió a conocer los compuestos disponibles (duros, medios y suaves), por lo que las estrategias de gestión de neumáticos debe ser acertada para ejecutar con éxito las paradas programadas para cambio de neumáticos. Se ha pronosticado 80 % de probabilidad de lluvia para los tres días por lo que la FIA ya ha autorizado los neumáticos para piso mojado, en caso de ser necesario.