Metodologia de la Investigacion DOMINAR AL VIENTO

        Universidad Politécnica [pic 1][pic 2]

                          Del Centro.

Dominar al Viento

Cesar Angulo Castillo  

Rubén Izquierdo Santos

Jenrry José Mejía González

Román Rodríguez Calles

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Dr. Lucio Aguilar García

Indicé  

Introducción (Dominar al Viento)……………………… 3

Justificación……………………………………………… 4

Pertinencia………………………………………………. 5

Aerodinámica……………………………………………  6

La aerodinámica en el automóvil…………………….. 7 - 13

Objetivo...……..………………………………………… 14

Metodología……………………………………………. 14

Bibliografía……………………………………………..  15

DOMINAR AL VIENTO

Hoy en día, la eficiencia en el uso de combustible se ha convertido en uno de los factores importantes, influyendo tanto en combustible, velocidad y seguridad, esto influye al momento de la elección de un modelo de automóvil a adquirir por mucho de los conductores, por lo cual se ha observado en las últimas décadas, innovaciones en la forma de la carrocería de algunos vehículos. Dichas adecuaciones se han desarrollado con base a experimentos de aerodinámica para incrementar la eficiencia en el uso de combustible, así como también mejorar la velocidad y la seguridad.

A lo largo de los años, los estudios han observado que los accidentes de un automóvil es base a la aerodinámica y la estabilidad que posee, por lo cual esto lleva a crear la carrocería de un método más adecuado, para conservarla en el suelo y tener una mejor estabilidad, esto hace que el automovil sea más seguro, y se evitan accidentes causados por la pérdida de control debido al mismo viento o aire del cual el automóvil está rodeado.

Estudiar el aire y los efectos que produce en los cuerpos que se mueven es el objetivo de la aerodinámica, una ciencia que al servicio de los automóviles, se utiliza a la hora de diseñar la carrocería, puesto que de su forma depende la estabilidad y la mayor o menor facilidad con la que el vehículo se mueve en una corriente de aire.  También interviene en el confort de los pasajeros: una buena aerodinámica condiciona factores como la ventilación interior, la habitabilidad, los ruidos…. Y, finalmente, influye en el consumo, ya que para mover ese aire se utiliza la fuerza de un motor que consume combustible.

Para avanzar, un automóvil necesita desplazar una cierta cantidad de aire y vencer la resistencia con la que éste le frena.  La mayor o menor facilidad con la que el coche vence esta resistencia viene determinada por el producto de dos factores: la forma de su carrocería y su superficie, no olvidando la velocidad, puesto que un vehículo a baja velocidad apenas tiene que “luchar” y dominar al viento.

Justificación

En otros tiempos en los que los coches no alcanzaban grandes velocidades, se trataba de que éstos pudieran penetrar bien a través del aire, para ello sus diseños eran análogos a las gotas de agua, hoy en día debido a las grandes velocidades que alcanzan, es más importante mantener el automóvil lo más pegado al suelo posible ya que a grandes velocidades el automóvil puede emprender el vuelo, para eso van provistos de alas invertidas o deflectores que hacen que el coche se pegue al suelo.

La aerodinámica en un automóvil disminuye el consumo del mismo, incrementa la velocidad, reducen el ruido y por tanto los accidentes. A una velocidad de 100 km hora, la resistencia al aire supone el 50% de resistencia al avance del automóvil. Es por lo que a partir de 1970 se estudia un poco más en profundidad el diseño aerodinámico de los coches, se ajustan los bordes entre el techo y el maletero, se alisa la superficie exterior del automóvil, se ajustan los habitáculos a las formas externas, se hacen más lisos los bajos de la carrocería, se hacen los coches más bajos, se colocan planchas de acceso en el motor, escape y bastidor hasta alerones grandes, algunos coches llevan equipos electrónicos que reducen su altura en función de la velocidad e incluso despliegan alerones también según la velocidad.

Los coches de tres volúmenes para que sean aerodinámicos tienen una parte trasera muy elevada y la delantera muy redondeada, las juntas son más estancas, tanto entre el capó como entre faros y cristales a ras de la carrocería, llamados cristales de paño. Ya casi todos incorporan un spoiler delantero integrado en el parachoques, y todos los elementos salientes del coche, como pueden ser cerraduras, retrovisores, etcétera, suelen ser perfectamente integrados, con pasos muy lisos y suaves, poco protuberantes.

En todo caso la calidad aerodinámica puede suponer sólo un buen coeficiente aerodinámico, lo que es representativo solo en parte de la penetración aerodinámica, para ello hay que tener en cuenta la resistencia al aire, su valor absoluto.

Pertinencia

Ser un profesional de la aerodinámica en el mundo de las cuatro ruedas equivale a ser un experto negociador o un perfecto diplomático, ya que tiene que contentar a todos.  Por un lado, debe conseguir carrocerías con una forma muy aerodinámica, sin olvidar el otro factor de la multiplicación: la superficie frontal.  Lo mejor sería construir coches bajos y estilizados.  Estos tendrían un Cx excelente, pero graves problemas de accesibilidad y confort, que los harían incompatibles con las exigencias del mercado.  Por ello, es oportuno y conveniente el estudio de la aerodinámica en el automovilismo.

Aerodinámica

La aerodinámica es la mecánica de fluidos ocupado del movimiento del aire y de fluidos gaseosos, la fuerza es que se actúa sobre los cuerpos de dichos fluidos. Un objeto es un fluido gaseoso, modifica el reparto de presiones y velocidades de las partículas del fluido, organizando fuerzas de sustentación y resistencia.

La evolución del aire alrededor de un cuerpo cualquiera, pega sobre el cuerpo, esto crea una capa fina de moléculas en principio. El flujo laminar es una característica importante durante esta investigación, es un flujo laminar el fluido se mueve en láminas paralelas sin mezclarse entre ella, cada partícula de fluido se sigue en trayectoria tranquila y definida, “llamada línea de corriente” . (Jeef Santamaria Bermeo)

Para entender mejor estos temas hay que reconocer dos importantes teoremas, “Teorema de Bernoulli” y “Efecto Venturi”

El teorema de Bernoulli afirma que la energía total de un sistema de fluidos con flujo permanece en constante trayectoria de flujo. Como consecuencia el aumento de velocidad del fluido debe ese compensado por una disminución de presión. El efecto de Venturi habla sobre las partículas que pasan a través de un tubo estrecho, en este caso de un fluido. Cuando un fluido pasa a través de un tubo estrecho, su velocidad es mayor al salir del otro lado del tubo, por lo cual en la aerodinámica es muy importante el diseño de una carrocería ya que cada curva destaca para que el flujo de aire sea de mayor concentrado.

Históricamente la aerodinámica en autos se desarrolla con el fin de reducir la resistencia aerodinámica, eso le permite mayor avance al vehículo, al igual que ayuda a disminuir el gasto de combustible.

Es importante resaltar que los requisitos que exige el sistema de climatización son exigentes, lo que puede plantear dificultades sustanciales para el diseño del flujo interno hacia el habitáculo. Con el desarrollo de los motores se ha aumentado la potencia, así como también las necesidades de refrigeración. Por otro lado, por criterio de seguridad, “se ha hecho necesario reforzar la de entrada del aire de refrigeración”. (Isaac Prada y Nogueira)

La aerodinámica en el automóvil

Tiene gran importancia, sobre todo en el diseño ya que con una buena aerodinámica se pueden reducir el consumo de combustible y mejorar el comportamiento dinámico al aumentar las velocidades. Por lo general los fabricantes buscan ofrecer la menor resistencia posible al aire.

Hacia fines del siglo XIX, Aurel Persu un ingeniero rumano fue uno de los precursores que aplicaron principios de la aerodinámica al automóvil, concluyendo que el vehículo debería tener la forma de una gota de agua, tendencia que tendría influencia hasta la actualidad.

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La aerodinámica es la rama de la física que estudia las interacciones entre el aire como fluido y el automóvil, mientras que la mecánica de fluidos estudia el movimiento de los gases y líquidos, así como las fuerzas que intervienen.

La dinámica nos explica que si un objeto cae a través de un fluido gaseoso o líquido, experimenta una fuerza en sentido opuesto a su movimiento. El objeto alcanzará su velocidad máxima o terminal cuando la fuerza que se opone al movimiento sea igual a la fuerza de la gravedad que en este caso tira de él. La fuerza de la fricción entre el objeto y el fluido se denomina “arrastre” y es equivalente a la suma de todas las fuerzas aerodinámicas o hidrodinámicas que tienen la dirección del flujo del fluido externo o sea que actúa opuestamente al movimiento del objeto.

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