¿Qué es el efecto Coanda?

El efecto Coanda es un fenómeno físico que se produce en cualquier fluido porque éste tiende a ser atraído por una superficie vecina a su trayectoria.

El efecto Coanda es un fenómeno físico que se produce en cualquier fluido porque éste tiende a ser atraído por una superficie vecina a su trayectoria.

Este efecto se produce debido a la viscosidad de cualquier fluido (en este caso el aire), ya que el fluido tiende a quedarse pegado a la superficie si ésta esta redondeada.

¿Por qué se produce el efecto Coanda en la Fórmula 1?

Para saber por qué se produce el efecto Coanda hay que saber que el aire, que es el fluido que nos importa, se caracteriza por tener un cierto rozamiento (esto es lo que se conoce como viscosidad).

Ahora ya podemos saber cómo se produce este efecto.

Este efecto se produce debido a la viscosidad de cualquier fluido (en este caso el aire), ya que el fluido tiende a quedarse pegado a la superficie si ésta esta redondeada.

Si hay un flujo de aire que fluye a través de un objeto curvado éste se adhiere a la superficie porque la viscosidad del aire arrastrará a las capas que están por encima y por debajo del flujo de aire. De esta manera se crean dos zonas de baja presión, una por debajo y otra por encima del flujo (1).

La zona de baja presión de la parte superior es compensada por la presión atmosférica, ya que está hace que la presión se iguale y por lo tanto la zona de mayor presión (que es la presión atmosférica) compensará a la de menor presión. En cambio, en la zona inferior no se puede producir este fenómeno, pues la presión atmosférica no puede acceder a esa parte inferior (2).

Para saber por qué se produce el efecto Coanda hay que saber que el aire, que es el fluido que nos importa, se caracteriza por tener un rozamiento muy pequeño entre sus capas vecinas (esto es lo que se conoce como viscosidad). Ahora ya podemos saber cómo se produce este efecto. Este efecto se produce gracias a la viscosidad de cualquier fluido (en este caso el aire), ya que el fluido tiende a quedarse pegado a la superficie si esta esta redondeada.  Si hay un flujo de aire que fluye a través de un objeto curvado éste se adhiere a la superficie porque la viscosidad del aire arrastrará a las capas que están por encima y por debajo del flujo de aire. De esta manera se crean dos zonas de baja presión, una por debajo y otra por encima del flujo (1). La zona de baja presión de la parte superior es compensada por la presión atmosférica, ya que está hace que la presión se iguale y por lo tanto la zona de mayor presión (que es la atmósfera) compensará a la de menor presión. En cambio, en la zona inferior no se puede producir este fenómeno, pues la presión atmosférica no puede acceder a esa parte inferior (2).

Esto provocará que la zona superior empuje hacia abajo la zona de menor presión y curve el flujo de aire. Este proceso se repite y como resultado el aire se curva para poder adherirse a la superficie (3 y 4).

Esto provocará que la zona superior empuje hacia abajo la zona de menor presión y curve el flujo de aire. Este proceso se repite y como resultado el aire se curva para poder adherirse a la superficie (3 y 4).

Hay que destacar que a mayor velocidad el aire se adhiere a zonas donde la curvatura es mayor, y a bajas velocidades el aire se adhiere a zonas con un menor ángulo. Esto hace que los ingenieros tengan que estudiar la curvatura de cada pieza, pues el aire podría separarse o adherirse según la velocidad del F1.

Aplicaciones del efecto Coanda en la F1

El efecto Coanda tiene diversas aplicaciones en la Fórmula 1 como por ejemplo:

  • Gracias a este fenómeno el aire que pasa por la zona inferior de un perfil alar puede adherirse a la superficie y generar carga aerodinámica extra.
  • Es el principio básico por el que funcionan los escapes soplados que hubo en la Fórmula 1 hace unos años
  • Este fenómeno hace que exista el efecto suelo y los llamados wing cars, ahora prohibidos por la FIA
  • El efecto Coanda hace que los flujos de aire que pasan por la carrocería del F1 puedan adherirse a otro elemento del coche y poder redirigirlos
  • Este fenómeno permite que los vórtices también puedan redirigirse, un buen ejemplo de esto es el vórtice Y250, que se pega al monoplaza desde la parte frontal hasta la posterior
  • Permite cambiar la dirección del flujo de aire, la cual cosa puede ser usada por los ingenieros para guiar el flujo de aire a una zona específica

El efecto Coanda, el principio de Bernoulli, el efecto Venturi y el efecto suelo

Estos 4 conceptos aparentemente no tienen nada que ver, pero si profundizamos sobre el tema observamos que están relacionados entre sí.

El efecto suelo se produce gracias al efecto Coanda y al efecto Venturi. Esto es así porque el efecto suelo se basa en introducir baja presión por la zona inferior del coche para crear carga aerodinámica, y para que esté efecto se agudice se utiliza un difusor en la parte posterior del fondo plano. Este difusor expande los gases porque el aire se adhiere al mismo, y esto es gracias al efecto Coanda.

¿Pero y que tiene que ver el teorema de Bernoulli?

El teorema de Bernoulli esta involucrado en esto porque gracias a él se produce el efecto Venturi. El teorema de Bernoulli dice que la energía de un fluido compresible en un conducto cerrado se mantiene. Y el efecto Venturi se basa en Bernoulli porque Venturi dice que la velocidad aumenta cuando disminuye la presión y al revés para que la energía del fluido se mantenga constante.

En resumen, el efecto Coanda, el efecto Venturi, el efecto suelo y el teorema de Bernoulli están relacionados entre sí ya que cada uno depende del otro.

Para que entiendas mejor lo que acabamos de explicar observa este gráfico.

En resumen, el efecto Coanda, el efecto Venturi, el efecto suelo y el teorema de Bernoulli están relacionados entre sí ya que cada uno depende del otro. Para que entiendas mejor lo que acabamos de explicar observa este gráfico.

 

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Categorías: Aerodinámica

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