Los tubos Prandtl-Pitot y las parrillas con sondas de Kiel en la F1
Todos hemos visto alguna vez cómo los equipos de F1 incorporan en la parte superior del morro de los coches lo que parece ser una antena de transmisión de datos o de comunicación que sobresale de la superficie a modo de “chimenea”.
También puede habernos llamado la atención el hecho de que los monoplazas durante los tests invernales salen frecuentemente a pista con parrillas de sensores en la parte media y trasera del mismo (sobre todo detrás de las ruedas delanteras, en los pontones o en el difusor trasero), tal y como puede apreciarse en las siguientes imágenes:
Ninguno tiene a estas altura duda de que estos sensores han sido concebidos con fines aerodinámicos, pero para qué sirven o qué principio físico hay detrás de ellos? Estos dispositivos, que apuntan en la dirección en la que se mueve el coche, reciben el nombre de tubos de Pitot en honor a su inventor: el ingeniero y físico francés Henri Pitot. No están presentes únicamente en fórmula uno, sino que son empleados también en aviación. En el caso de aeronaves suelen estar montados en el borde de ataque o debajo del ala, aunque en ciertos aviones están situados en el morro o en el estabilizador vertical. Esta localización no está seleccionada al azar, ya que está pensada para ponerles a salvo de perturbaciones o turbulencias causadas por el movimiento del aeroplano en el aire.
La función de este artilugio es medir la velocidad del aire en un punto de una corriente de flujo, y fue usado por primera vez en 1732 por su creador en el río Sena.
La ecuación que modela el comportamiento de este cuerpo está basada en el teorema de Bernoulli.
En los F1 se emplea para saber cuánto aire hay disponible para generar carga y así poder variar los ángulos de ataque de los alerones. Además, cuando se emplean varios tubos en parrillas se obtienen datos sobre las perturbaciones causadas por elementos aerodinámicos del monoplaza o sobre cómo circula el aire a su alrededor, ya que para cada punto en el que esté situado el sensor se obtiene una velocidad diferente. De esta manera se puede estudiar a fondo por ejemplo, un difusor, y comparar los datos en pista con los del túnel de viento y los obtenidos mediante simulación numérica (CFD).
En definitiva, los sensores Pitot son empleados tanto para conocer la velocidad del aire antes de entrar en contacto con los alerones, como para estudiar el comportamiento aerodinámico de ciertas piezas. Además son usados con el fin de controlar el caudal de aire que entra por la admisión.
