La pioggia disturba l’aerodinamica delle Rally1

Se lo saranno chiesto in tanti se la pioggia può essere fattore di disturbo anche sull’aerodinamica di una vettura Rally1. E soprattutto, quale può essere questo impatto? Una frase di Jeson Button, in realtà, risponde in modo chiaro e a prova di equivoco. “Malgrado la pioggia buon lavoro su aerodinamica e motore”. Poco importa se si tratta di F1. Anche le auto da rally vengono costruite nelle gallerie del vento e sono prototipi, proprio come lo sono quelli della F1. Non solo lo sanno anche gli studenti di terza media che la pioggia modifica i flussi dell’aria, ma gli stessi ingegneri ne fanno uso per visualizzare questi stessi flussi.

Ma torniamo ai rally. In Croazia, i piloti del WRC hanno dovuto affrontare la pioggia per diverse prove speciali e per oltre due terzi di gara. La pioggia è da sempre causa di molti problemi per i piloti, soprattutto per quanto riguarda la scelta delle gomme e la scarsa aderenza. Ma la pioggia ha un impatto anche su altri punti di vista e l’aerodinamica è proprio uno di questi.

Lo ha spiegato nei dettagli, in un apposito articolo che è stato ripreso da più parti, il blogger di WRCwings (un sito molto ben documentato che si dedica esclusivamente all’aerodinamica delle auto da competizione). La pioggia si verifica quando le nuvole non sono in grado di trattenere più l’acqua. Il contenuto di acqua nell’aria (umidità) quando piove è superiore al 90%, il che significa che l’aria ha assorbito il 90% o più della quantità totale di acqua che può assorbire prima di raggiungere la saturazione (100%).

Si potrebbe pensare che l’aria umida abbia una densità maggiore, per la presenza dell’acqua. Ma, in realtà, le molecole d’acqua sostituiscono alcune delle molecole di ossigeno e azoto. Il risultato è che la densità dell’aria umida diminuisce con l’umidità perché la massa per unità di volume diminuisce. Le molecole d’acqua sono più leggere delle molecole di ossigeno e azoto.

La diminuzione è molto piccola: meno dell’1% per un aumento dell’umidità del 50% a 30ºC, come mostrato nella figura sopra, e ancora più piccola a temperature più basse. Pertanto, l’impatto della pioggia sulla densità dell’aria è così piccolo che si potrebbe presumere che non abbia alcun effetto sulle prestazioni aerodinamiche di un’auto da rally. Ma non è proprio così. Non ha conseguenze dirette, ma ne ha molte indirette.

La pioggia è causa di goccioline di acqua sull’auto. Le goccioline aumentano la rugosità della superficie dell’auto e quindi generano perdite di energia. Il risultato è un aumento della resistenza . E c’è di più. Il flusso d’aria deve seguire il contorno dell’auto, questa è condizione ideale, perché così le parti aerodinamiche possono funzionare come concepito dagli ingegneri aeronautici.

Se il flusso d’aria rimane attaccato alla superficie dell’auto (come il tetto), lo strato d’aria a velocità ridotta per la vicinanza dell’auto (noto come strato limite) è più sottile e l’impatto sul flusso principale è minimo, consentendo all’ala posteriore di generare il massimo carico aerodinamico.

Con la presenza di goccioline sulla superficie dell’auto, l’aria si stacca facilmente dalla superficie e l’impatto sul flusso principale esterno è maggiore. Il risultato è che alcune parti aerodinamiche che dipendono dal flusso principale esterno, come l’ala posteriore, diventano meno efficienti nel generare carico aerodinamico. Pertanto, la presenza di goccioline sull’auto provoca un aumento della resistenza aerodinamica e una perdita di carico aerodinamico (grip). Il risultato finale è la perdita di prestazioni, a causa della ridotta velocità in alto e in curva.

Quindi, la velocità media nelle prove speciali sul bagnato sarà necessariamente inferiore rispetto alle stesse sull’asciutto, non solo per il minor grip causato da acqua e fango ma anche per la peggiore aerodinamica.