Ground effect ( English ground effect - el efecto de la proximidad de la superficie, el efecto de la tierra [1] ) - la influencia de la proximidad de la superficie subyacente en las características aerodinámicas de un cuerpo que se mueve sobre ella. En los deportes de motor, esto se entiende como la creación de un área de baja presión entre la parte inferior del automóvil y la superficie de la pista para proporcionar carga aerodinámica adicional [2] .
En la década de 1960, los fabricantes de autos de carrera comenzaron a prestar atención al papel de la aerodinámica en la conducción de un automóvil en una pista. El uso de fuerzas aerodinámicas para presionar los neumáticos del automóvil contra la superficie de la pista permitió tomar curvas a velocidades más altas. La solución más obvia fue el uso de alerones traseros y alerones , que utilizan el flujo de aire que pasa sobre la carrocería del coche para generar carga aerodinámica. Sin embargo, esta solución tiene un inconveniente importante: las superficies utilizadas para proporcionar carga aerodinámica crean una resistencia adicional , lo que reduce la velocidad del automóvil cuando se conduce en línea recta. Los diseñadores intentaron corregir esta deficiencia controlando el ángulo de ataque de las alas, pero pronto la Federación Internacional del Automóvil (FIA) prohibió los elementos aerodinámicos en movimiento en el diseño de los autos de carreras .
Otra forma de crear carga aerodinámica era usar el espacio de aire debajo de la parte inferior del automóvil. Si el aire que pasa por este camino se acelera, entonces, debido al efecto Venturi , aparece un área de baja presión debajo del automóvil, lo que crea una carga aerodinámica adicional. Otra forma de reducir la presión de aire debajo del automóvil es bombearlo activamente fuera de esta área con un ventilador [3] .
Jim Hall fue el primer diseñador de autos de carreras en intentar usar el efecto suelo En 1961, aplicó un perfil inferior especial a su automóvil Chaparral , pero no tuvo éxito, y en 1970 creó una modificación Chaparral 2J , en la que el efecto suelo fue creado por un par de ventiladores de extracción de aire impulsados por un motor separado. En este modelo, por primera vez, se utilizó una "falda", que cubre el espacio entre el automóvil y la superficie de la pista desde los lados. El auto participó en las carreras de Can-Am y mostró el mejor resultado en la calificación, pero no logró victorias debido a problemas técnicos. Al final de la temporada, el Chaparral 2J fue prohibido por el Sports Car Club of America debido a las quejas de los rivales sobre las rocas que volaban de los fanáticos y una violación de las reglas de la FIA que prohíben los dispositivos aerodinámicos móviles [4] .
El siguiente ejemplo del uso efectivo del efecto suelo fue el automóvil Lotus-78 , creado bajo la dirección de Colin Chapman para las carreras de Fórmula 1 en 1977. El diseño del automóvil utilizó un perfil especial de la parte inferior, similar a un ala invertida de un avión, para acelerar el flujo de aire y "faldas" elásticas en los costados, aislando el espacio de aire debajo del automóvil. El automóvil tuvo éxito y ganó cinco carreras en 1977 y dos más en 1978, después de lo cual fue reemplazado por un modelo Lotus-79 mejorado , que también utilizó un efecto suelo.
En 1978, Gordon Murray , el diseñador del equipo Brabham , intentó usar un ventilador para crear un efecto suelo en el modelo Brabham BT46B . Fue al truco y declaró que el ventilador es un elemento del sistema de enfriamiento del motor. El auto ganó la primera carrera, pero fue retirado de la competencia posterior debido a las quejas de los rivales, repitiendo la suerte del Chaparral 2J . Como resultado, Lotus-79 quedó fuera de competencia y trajo la victoria del equipo Lotus en la temporada.
Ya en el próximo 1979, otras escuderías de Fórmula 1 empezaron a utilizar el efecto suelo. Durante varios años, se convirtió en un factor determinante de la apariencia y el rendimiento de los autos de Fórmula Uno. Pero las ventajas del efecto suelo iban acompañadas de sus desventajas. La eficiencia de sujeción dependía de la estabilidad del espacio entre la parte inferior del automóvil y la superficie de la pista. La aerodinámica imperfecta provocó vibraciones longitudinales del automóvil en movimiento: se balanceó de proa a popa y de atrás hacia adelante. Estos problemas se solucionaron mediante el uso de una suspensión extremadamente rígida, lo que provocó que los pilotos de carreras experimentaran muchas sacudidas. El aumento de las velocidades en las curvas condujo a un aumento de las fuerzas g laterales, que comenzaron a superar la resistencia de los pilotos, provocando apagones a corto plazo. Saltar el coche sobre cualquier desnivel o tocar la pista con el suelo provocó una repentina desaparición de la carga aerodinámica y la pérdida de control del coche.
Estos factores provocaron un aumento de los accidentes, a raíz de lo cual la FIA realizó cambios en las reglas para limitar el uso del efecto suelo: en 1981 se prohibieron las "faldas" elásticas y se estableció una distancia mínima al suelo de 60 mm . . Y desde 1983, las regulaciones exigen que los autos de carreras tengan un piso plano de adelante hacia atrás [5] . A pesar de estas limitaciones, el efecto suelo se sigue utilizando para crear una carga aerodinámica adicional junto con los alerones traseros y los alerones. Para acelerar el flujo de aire que pasa por debajo del automóvil, se utilizan un frente elevado del automóvil y un difusor ubicado detrás del eje trasero [3] .
En 2022, el efecto suelo volvió a la Fórmula 1. Los organizadores del Campeonato del Mundo de Fórmula 1 esperan aumentar el espectáculo de la competición con la ayuda del efecto suelo.
El uso generalizado de varios elementos aerodinámicos en los autos de carreras modernos da como resultado una turbulencia de aire significativa detrás del auto. Esto les dificulta perseguir y adelantar a sus rivales, lo que reduce el espectáculo de las carreras de autos. El efecto suelo, indiferente a tales perturbaciones, puede reducir la necesidad de una gran cantidad de alerones traseros, aletas y alerones y mejorar la situación del entretenimiento. En 2015, se discutió activamente el tema de un uso más intensivo del efecto suelo en los reglamentos técnicos de Fórmula 1 para 2017 [6] . En la serie IndyCar , se decidió volver a recurrir al uso generalizado del efecto suelo a partir de 2018 [7] .
Enrico Scalabroni demuestra el principio del efecto suelo (video)