L’AERODINÀMICA DELS VEHICLES DE COMPETICIÓ
Treball de recerca

ENTREVISTA
Al començar amb el treball i fer una recerca de informació general sobre el món dels esports de motor on, per tant, l’aerodinàmica fos un factor important , vaig topar amb una competició molt peculiar, em refereix-ho a la “Formula Student”, la qual és la competició universitària més important d’Europa en l’àmbit de l’enginyeria. Més tard, vaig adonar-me que en l’edició d’aquest any 2015 i participaven bastants equips catalans, entre d’ells un de la Universitat de Girona (UdG Racing Team), així que no vaig dubtar ni un segon en posar-me amb contacte amb el grup per a veure si tindria la sort de que em concedissin una entrevista amb algun dels integrants.

Els 16 integrants de l’equip “UdG Racing Team”.
Ells, molt amablement, no van tenir-hi cap problema, així que vam quedar un dia a l’Escola Politècnica Superior de Girona, on vaig tenir l’oportunitat d’entrevistar a l’Albert Martínez, coordinador de tot el projecte i al qual li vaig realitzar les següents preguntes:
Jo: Per començar, moltes gràcies per acceptar l’entrevista i fer-me un forat tot i estar tant ocupats amb el prototip.
Albert: Cap problema home, per això estem.
Jo: Pel que tinc entès, vosaltres conjuntament amb 2 monoplaces de la UPC més un de l’equip EUETIB e-Tech Racing sou els únics catalans en la FSS’15, oi?
Albert: Fins l’any passat sí, però com nosaltres, s’han unit bastants més aquest any. Els primers d’aquí Catalunya en participar-hi van ser els de Terrassa, que suposo que no els has trobat perquè no hi participen cada any, crec que tenen una política de participar-hi cada 3 anys o alguna cosa així, perquè van començar a participar amb un motor híbrid en una Formula Student però dels Estats Units, una cosa rara, ells són els EcoRacing de la UPC a Terrassa, vale, després hi ha els e-Tech també de la UPC però de Barna, tot seguit està ETSEIB Motorsport també de la UPC de Barna, que són els que tenen més experiència, porten uns 8 anys participant i tenen un cotxe molt desenvolupat. Finalment, i com a novetat, han sortit els de Vilanova també de la UPC, que serà com nosaltres el seu primer any participant.
Jo: A que creus que es deu que la competició hagi passat en només 2 anys de incorporar una trentena de equips a cinquanta-cinc?
Albert: Bé, aquest increment de participants no es només a l’edició d’aquí Espanya sinó a la resta de Europa, ja que la Formula Student ha creat més places, tot i així tenen que estar limitades perquè hi ha moltíssims equips inscrits. A veure, l’increment de participants pot ser que siguin pel factor Alonso aquí a Espanya però si que és veritat que l’automoció està pujant aquí a Catalunya com a la resta d’Espanya, una altre cosa també és que cada cop la tecnologia es fa servir més a tot arreu i per tant els enginyers busquen projectes més competitius per fer, i una molt bona manera per fer-ho, és amb un projecte com aquest de la Formula Student, ja que toca molts àmbits de la enginyeria no només la mecànica, sinó que també electrònica, informàtica...
Jo: Clar, i suposo que també és bo ja que us trobeu amb els problemes que puguin sorgir a la realitat i no sobre un paper amb només teoria i això també beneficia el vostre aprenentatge.
Albert: Exacte, a més com que cada cop aquesta competició agafa més prestigi, cada cop més universitats i volen participar, actua una mica com a fenomen bola de neu.
Jo: Fins a quin punt la part aerodinàmica és important en aquests tipus de vehicles i més concretament, en aquesta competició?
Albert: A veure, l’aerodinàmica és molt important en aquesta competició, però no tots els equips s’aprofiten d’ella, per què? Perquè l’aerodinàmica és una cosa amb la que tens molt a guanyar, però es molt car de fer, no només amb pressupost sinó que també cal dedicar-li molt de temps d’estudi darrere, que per exemple, si li dediques 100 hores a fer una direcció et sortirà una molt bona direcció, però en canvi si dediques 100 hores a fer una cosa d’aerodinàmica... no avances gaire, per tant calen molts recursos i moltes hores d’estudi. També una de les coses per la que està limitada es degut a que els circuits són relativament petits, fet que fa que el prototip no agafi grans velocitats i per tant sigui més difícil aprofitar-se d’ella. És molt important, però es molt important en vehicles que tenen un gran pressupost, no se si has vist uns quants cotxes de adicions anteriors?
Jo: Si que n’he vist alguns, i es veritat que per una part et pots trobar un monoplaça amb alerons que deu ni do i fons plans etcètera, però per altre banda també et trobes prototips amb només la carrosseria pelada amb una forma aerodinàmica i ja està.
Albert: Sí, normalment els equips de baix pressupost no li fan tant de cas a l’aerodinàmica, per això que té dit, per que requereix moltes hores d’estudi, ara, és important? Sí, i bastant, i es nota molt, o sigui els equips que li dediquen moltes hores i tenen una gran aerodinàmica, són els equips que sempre guanyen, els que sempre avancen any rere any... I una cosa també important a saber, és que la normativa de la competició en aquest aspecte és bastant lliure, o sigui hi han limitacions però com veuràs, i ja has vist, et pots trobar amb alerons immensos, per tant pots arribar a treballar molt amb l’aerodinàmica.
Jo: Cal tenir en compte el tipus de motorització, ja sigui elèctrica o de combustió interna, a l’hora de dissenyar l’aerodinàmica del monoplaça?
Albert: A veure si que s’ha de tenir en compte, perquè mira l’aerodinàmica la podríem definir al final amb aquets dos tipus de comportaments, està la resistència o el “drag” i el “downforce”, què és la força que t’enganxa al terra, però sempre van relacionades, no pots tenir una sense l’altre, si vols “downforce” has de tenir resistència, o sigui que si vols que el cotxe se t’enganxi al terra, necessites una força que et tiri endarrere, per tant si tens poca potencia... normalment no pots intentar tenir gran aerodinàmica. Ara, en aquesta competició, respecte de combustió a elèctric ho han fet bastant equitatiu, la normativa dels elèctrics i dels de combustió està limitada de tal manera perquè no hi hagin grans diferencies, es a dir, el millor cotxe dels elèctrics fa pràcticament el mateix temps que el millor cotxe dels de combustió. Per tant, potser no seria tant tenir en comptes el tipus de motorització a l’hora de dissenyar el vehicle, sinó tenir en compte la potencia mecànica que et pot rendir, i com ja t’he dit en aquest cas i amb les limitacions de la competició els 2 tipus de motors com a màxim poden arribar a plantar-se sobre uns 70 i pico kilowatts que vindrien a ser uns 100cv.
Jo: En el vostre cas us heu decantat per la utilització de un motor de combustió, hi ha alguna raó en concret?
Albert: Una de les raons molt important, al final és el primer any i s’ha de que buscar simplicitat i baix pressupost, és perquè és molt més barat i més fàcil de fer, si busques un motor elèctric d’aquestes característiques que et doni 100cv petit, perquè al final vols que pesi poc, t’has de anar a plantar amb un pressupost només elèctric de potser 15-20 mil euros només per aquesta part, en canvi amb el de combustió, a partir de mil euros ja pot començar a fer alguna cosa, a més, els integrants del grup també preferíem fer-lo de combustió.
Jo: Aquesta ja me l’has contestat una mica abans però m’agradaria saber, a veure fins a quin punt teniu llibertat en el disseny de l’aerodinàmica del monoplaça en aquesta competició.
Albert: Bé, està limitat una mica per tema d’espai sobretot, però si ho compares amb totes les competicions on l’aerodinàmica juga un gran paper com formula 3 o formula 1, és relativament bastant lliure, per tant tens la possibilitat de posar grans apèndix aerodinàmics tranquil·lament.
Jo: Està clar que perquè el vehicle funcioni, i ho faci bé, cal que tot vagi perfecte, però si tinguessis que prioritzar alguna de les seccions més tècniques, l’aerodinàmica per darrere de quines altres aniria?
Albert: En general, per exemple la formula 1, sempre, sempre, sempre, lo més important és l’aerodinàmica, sempre. Inclús per equips aquets que et dic d’alt pressupost, l’aerodinàmica és primordial, vale, perquè és el que et dic, si tu tens molt recursos, si tu fas un direcció amb 100 hores faràs una molt bona direcció, i si li dediques 1000 potser serà millor però no guanyaràs gaire, en canvi en l’aerodinàmica si fas poc tens poc, però a mesura que vas investigant més pots anar guanyant sempre. Per tant, per exemple en un formula 1, gp2, gp3... l’aerodinàmica esta sempre per davant de tot. Ara bé, en el nostre cas, al ser el primer any, la veritat es que l’hem deixat bastant enrere. Davant tenim tota la dinàmica del vehicle, que és “super” important, que es tot el sistema de direcció, de frens, de suspensió i tot això que es primordial pel comportament i per baixar el pes del monoplaça, el xassís també és important perquè al final ha de ser rígid, lleuger i capaç de suportar totes les altres parts i òbviament el motor també l’hem prioritzat per davant l’aerodinàmica.
Jo: Pel que he vist, alguns equips opten per la incorporació de alerons davanters, posterior, fons plans, alguns difusors o “spoilers” laterals... tot i que altres simplement es limiten a que el monoplaça tingui una forma aerodinàmica en si i ja està, això, i pel que hem anat parlant, em suposo que és degut a diferencies de pressupost i patrocinadors i no pas a estratègies diferents a l’hora del disseny del monoplaça, oi?
Albert: Si exacte, com ja hem comentat és bàsicament pel pressupost, els equips que tenen molts diners es poden dedicar a fer moltes simulacions i moltes coses i a més la fibra és cara i per tant crear totes aquestes peces és un desemborsament molt gran de diners cosa que els equips de baix pressupost no es poden permetre.
Jo: Al haver a part de les proves dinàmiques, les proves estàtiques on jutges de l’automoció també valoren els dissenys dels prototips fets per vosaltres, pot ser que això faci que realitzeu el monoplaça estèticament no com la teoria diu, sinó com en la vida real es demana ja que el primer del vehicle que entra per la vista, és la seva forma i disseny aerodinàmic?
Albert: Realment el que els jutges valoren és que el teu cotxe sigui el més ràpid, sempre que tu puguis justificar que la peça que has incorporat, encara que sigui innovadora, fa que el teu monoplaça corri més que els altres, això és els que ells acabaran per valorar. Al final l’objectiu de tot això es que fem invents perquè els monoplaces vagin més ràpids.
Jo: Creus que els vehicles utilitaris podrien adoptar alguns components aerodinàmics de vehicles de competició, o no resultaria rendible?
Albert: Hi ha un problema amb els cotxes de carrer, què és allò que hem comentat abans, els apèndix aerodinàmics donen “downforce” i fan que el vehicle s’enganxi al terra molt millor, però no hi ha downforce sense “drag”, per tant si tu li poses un aleró molt bestia al teu cotxe de carrer tens més downforce i s’agafarà millor al terra, però també augmentarà la resistència i conseqüentment i haurà més consum, i al final avui en dia el que s’està buscant es precisament el contrari, que els cotxes consumeixin més aviat poc. Ara, en cotxes d’alt rendiment, sí. Ja es veuen en cotxes com el Bugatti Veyron, en Ferrari’s, BMW’s inclús en versions esportives de cotxes més comuns com el SEAT Leon Cupra etcètera...
Jo: Clar, cal sacrificar consum per tenir més “drag” el qual fa que aconseguim “downforce” i per aleshores obtenir una millor adherència i estabilitat cosa que vehicles de altes prestacions m’imagino que poden necessitar...
Albert: Això mateix.
Jo: Heu necessitat o necessitareu l’ajuda de algun tipus de túnel de vent per realitzar proves aerodinàmiques al vostre monoplaça?
Albert: No, a veure, els túnels de vent de fet només és fan servir a la Formula 1 i poca cosa més, és un instrument molt i molt car però avui en dia i ha un altre instrument que es diu CFD (Computational Fluid Dynamics), què és una simulació per l’ordinador d’un túnel de vent, òbviament no es ven bé tant precís com un túnel de vent, per això es segueix fent servir a la Formula 1, però inclús la Formula 1 treballa també amb aquest programa, inclús i treballa molt més que no pas amb els túnels de vent, perquè el programa no és gratis però en comparació es molt més barat. Nosaltres l’hem fet servir a l’hora de dissenyar la carrosseria, i en realitat és el que fa tothom des de la Formula 1 baixant, sempre ho fan tot amb CFD, el túnel de vent quasi bé només es fa servir per verificar que les dades que t’està donant el CFD són les correctes.
Jo: Per tant i amb el que portem dit, podem afirmar que l’aerodinàmica és una de les parts més grans, no només en despesa de pressupost sinó de temps, en el disseny d’un vehicle de competició, oi?
Albert: Sí efectivament, és pot millorar molt el rendiment d’un vehicle treballant amb l’aerodinàmica, però es sempre a base de temps i diners.
Jo: Que creieu que és més important per aconseguir un consum reduït, una bona part aerodinàmica, o un motor amb bon rendiment?
Albert: Clar, en realitat seria la combinació de totes dos coses, caldria aconseguir un motor eficient per descomptat i després dissenyar una carrosseria molt aerodinàmica, que contràriament als apèndix aerodinàmics com alerons etcètera la carrosseria el que busca sempre és reduir la resistència, inclús aixeca una mica el vehicle oposant-se a la “downforce”, la qual s’hauria de buscar amb apèndix aerodinàmics que només, o majoritàriament, ofereixin “downforce” sense crear molt de “drag”.
Jo: Per acabar donar-vos les gràcies un cop més i desitjar-vos tota la sort possible en la competició i sobretot que us ho passeu bé i demostreu de tot el que sou capaços.
Albert: Moltes gràcies!
L’entrevista amb l’Albert va ser del més profitosa, en vaig poder treure moltes coses noves i també em va servir per acabar d’aclarir conceptes que tenia a mig entendre per així poder lligar caps i trobar-li la lògica a tot plegat.
CRÒNICA: UN DIA DE COMPETICIÓ
Posteriorment a l’entrevista amb l’Albert de l’equip “UdG Racing Team”, vaig mantenir el contacte amb ell per saber com els hi estava anant el prototip i veure amb quines complicacions es trobaven i en una conversa qualsevol, de cop em va oferir desinteressadament la possibilitat d’assistir com a visitant a la competició Formula Student Spain, la qual en aquesta edició 2015 es celebrava en el Circuit de Catalunya (Montmeló). Jo, tot i tenir complicacions per compaginar-ho amb el meu horari de treball, finalment vaig poder assistir-hi el 30 d’agost, dia en el qual tenia lloc la proba de “endurance”, la millor per veure tots els cotxes en acció. A part tindria la oportunitat de passejar-me pels boxs de diferents equips de arreu del món puguent veure diferents prototips i inclús tenir la opció de realitzar algunes preguntes les quals em poguessin servir amb la meva investigació.
Malauradament l’equip “UdG Racing Team” no va poder participar en les probes dinàmiques de la competició, ja que el seu monoplaça no complia amb totes les normatives i restriccions d’aquella edició. Tot i així ells estaven contents de que tot i el poc temps que van tenir per realitzar el prototip i tot i el poc suport tant econòmic com anímic per part de la seva universitat, la qual els va animar a abandonar el projecte més d’un cop, van poder casi finalitzar correctament el seu prototip.

Jo assegut dins del monoplaça de l’equip “UdG Racing Team” (combustió interna).
Tot i la desafortunada noticia per part dels companys de la UdG, vaig poder aprofitar la visita per investigar altres prototips amb dissenys aerodinàmics més treballats i comprovar, de primera mà, com un cop finalitzat l’esdeveniment, els monoplaces més treballats a nivell aerodinàmic estaven per sobre, principalment, dels que no estaven tant preparats en aquest aspecte. També vaig haver de tenir en compte que els motors elèctrics d’aquesta edició estaven molt més avançats, la gran majoria, que els de combustió, assolint increïbles xifres de acceleració de 0-100 km/h en només 2,4 segons (cal tenir en compte que vehicles superesportius com un Porche 911 Carrera GTS tarda 4,4 segons a aconseguir passar de 0-100 km/h) , eren elèctrics però tenien reaccions del més explosives, per tant tot i competir tant elèctrics com de combustió interna dins la mateixa “lliga” jo els vaig dividir per tenir així resultats més lògics.
Per acabar, vaig observar el treball realitzat per altres equips de la competició, on per lo general els Alemanys tenien les millors preparacions en tots els aspectes. En l’àmbit més proper, em va impactar el treball dut a terme pels estudiants de la UPC de Barna (ETSEIB Motorsport), però cal tenir en compte que ja porten 8 anys de experiència a sobre en aquesta competició.

Prototip CAT08e de l’equip ETSEIB Motorsport (elèctric).
![]() | ![]() | ![]() |
---|---|---|
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() | ![]() | ![]() |
![]() |