Isaac Prada article

¿Cabe la realidad en un ordenador?

vie ene 25 11:52

La competición en la F1 es muchas veces cuestión de décimas o centésimas de segundo y por eso las escuderías tienen que emplear las herramientas de diseño más sofisticadas a su alcance. Dentro de estas técnicas se encuentra la simulación por ordenador con complejos modelos que pretenden verdaderamente meter la realidad en un ordenador y predecir el comportamiento del monoplaza sin necesidad de hacer ensayos reales. ¿Podrá el ordenador sustituir algún día a las pruebas en pista?

Trataba el tema hace unos días con un alumno que colabora conmigo en un proyecto de investigación y considero que un buen ejemplo para explicarlo es el diseño y la optimización de la aerodinámica de un monoplaza de Fórmula 1.

Cuando un ingeniero idea una nueva pieza para mejorar el comportamiento del coche o cuando decide introducir cualquier cambio en el diseño tiene varias herramientas a su alcance para comprobar la eficacia de su concepto: simulación por ordenador con modelos de CFD (Dinámica de Fluidos Computacional), túnel de viento o ensayos en pista con el coche real.

Cuando los ingenieros quieren desarrollar un nuevo modelo de simulación, tienen dos opciones: hacer un modelo más sencillo del monoplaza y del movimiento del aire alrededor de éste o elaborar un modelo más complejo. La primera opción dará resultados más rápidamente pero tiene, en general, una menor precisión. La segunda opción, que a priori puede parecer la óptima, no siempre lo es, porque en los modelos tan complejos, a veces hay que estimar el valor de demasiados parámetros que no conocemos y eso al final puede conducirnos a tener más errores.

A pesar de la continua mejora de los modelos de simulación y la potencia de cálculo de los ordenadores, en la Fórmula 1 el problema de la aerodinámica es tremendamente complejo. Las ecuaciones de Mecánica de Fluidos que lo rigen son bastante "rebeldes" y verdaderamente complejas de resolver hasta el final en los tiempos tan cortos que exige la F1. Cuando me preguntan en algún medio sobre el número de modificaciones de aerodinámica que se suelen ensayar en el túnel al año, les digo que aproximadamente unas 14000. Eso equivale a más o menos 30 minutos por ensayo, y eso funcionando sin parar, todos los días del año. Por eso, como los ensayos habitualmente duran entre unos 4 y 10 minutos, ya os podéis imaginar que si tenemos que parar el túnel por cualquier motivo durante la temporada, eso puede evitar que hagamos todos los ensayos que queremos y puede perjudicar nuestros resultados en carrera.

Así, el papel de la simulación en la F1 actual no es determinar la opción óptima directamente, sino determinar las tres o cuatro que parecen más atractivas y sólo esas pocas se prueban físicamente en el túnel. Incluso después de ensayar en el túnel no tenemos una idea exacta de la mejora en nuestro tiempo por vuelta gracias a cada una de las mejoras de diseño ensayadas. Y no es infrecuente que algunos equipos ensayen una nueva pieza aerodinámica en el circuito y tengan que descartarla. Esto le ocurrió por ejemplo a Honda en Barcelona con sus "orejas de Dumbo", dos pequeños alerones situados a cada lado del morro que finalmente no empleará en carrera. Sin embargo McLaren sí que correrá con su nuevo alerón puente delantero, que tiene un tercer plano que pasa por encima del morro, como se ve en la foto.

Además hay que entender muy bien los modelos de simulación para poder interpretar correctamente los resultados que obtenemos de ellos, no hay que creerse todo lo que el ordenador dice directamente. Incluso los resultados del túnel no son fáciles de interpretar, especialmente cuando el túnel es nuevo. Esto le ocurría hasta hace poco al equipo Honda, como sugirió Barrichello, aunque al parecer ahora ya entienden bastante bien su nuevo túnel.

En fin, no parece que de momento se vayan a quedar sin trabajo los ingenieros del equipo de pruebas, ¿qué pensáis vosotros?

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