Lurzoru-efektua

Lurzoru-efektua fenomeno fisiko bat da, aerodinamikarekin zerikusia duena. Gorputz batean dabilen haizeak presioak sortzen ditu eta, presio horien ondorioz, aldaketak gertatzen dira gorputz horren dinamikan, bai sostenguari dagokionez, bai karga aerodinamikoari dagokionez. Efektu hori aztertzen duen fisikaren atalari fluidoen dinamika esaten zaio.

Lurzoru-efektua zenbait arlotan aplikatzen da; adibidez, aeronautikan, hegazkinak hegan egiteko arrazoi nagusia baita; ur-kiroletan, urarekiko marruskadura murrizteko erabiltzen denean; animalien arloan eta automobilgintzan. Lurzoru-efektuak garrantzi handia izan du automobilgintzaren esparruan, batez ere lehiaketa-ibilgailuetan eta 1 Formulan.
Automobilgintzaren kasuan, lurzoru-efektua helburu honekin aplikatzen da: ibilgailuaren behealdetik errepidera doan aireak ahalik eta abiadura handiena izatea eta, horrela, depresioa sortzea (presiorik eza) ibilgailuaren eta lurzoruaren arteko distantzia murrizteko. Hala, karga aerodinamiko handiagoa sortzen da, baina horrek ez du haizearen aurkako erresistentzia areagotzen; ondorioz, ibilgailuaren atxikidura hobetzen da.

 Hasiera 

Abiazioan, behe-presioko gune bat sortu nahi da hegalen gainetik, eta goi-presioko beste eremu bat, hegalen azpitik. Autogintzan, ordea, kontrakoa lortu nahi da: goi-presioko gune bat sortu nahi da ibilgailuaren gainetik, eta behe-presioko gune bat, azpitik. Horrela, karga aerodinamiko deritzona lortzen da (downforce, ingelesez); hau da, presioen arteko aldeak xurgapen moduko bat eragiten du, eta indar horrek lurraren kontra "zanpatzen" du ibilgailua. Pneumatikoek hobeto heltzen diote errepideari eta, horri esker, autoak bihurgune itxiagoak egin ditzake abiadura handiagoan.

Lurzoru-efektuaren ezaugarririk nabarmenena hau da: pneumatikoen eta lurzoruaren arteko atxikidura-muga dezente handitzen da aerodinamikoki, ibilgailuari masarik erantsi gabe. Atxikidura-muga zera da: pneumatikoek lurrera transmiti dezaketen gehieneko indarra, lurra ukitzeari utzi gabe. Zenbat eta handiagoa izan abiadura, orduan eta handiagoa izango da pneumatikoek lurrera transmitituko duten indarra (atxikidura). Ondorioz, autoaren egonkortasuna hobea izango da.

Lurzoru-efektuak Bernoulliren efektua du oinarri: azkar higitzen den aireak presio txikiagoa eragiten du astiro higitzen denak baino. Efektu horiek 1 Formulako lasterketetan erabiltzen dira gehienbat. Horretarako, Venturiren tunel formako kanalak jartzen dira autoen azpian.  Kanal horiek estuagoak dira erdigunean, eta zabalagoak muturretan. Airea gune estutik pasatzen denean, azkarrago higitzen da, eta kotxearen azpiko presioa murrizten da. Autoaren eta pistaren arteko distantzia aldatzen bada, aire-fluxua alda daiteke, eta itsaspen-indarra bat-batean murriztu. Ondorioz, balikete gidariak autoaren kontrola galtzea. Hori dela eta, errepidea asko zaintzen dute 1 Formulan. 

 Historia

Lurzoru-efektua 60ko hamarkadan hasi zen erabiltzen automobilgintzan. Ingeniariek pneumatikoen itsaspena hobetu nahi zuten ibilgailu astunagorik egin gabe. Efektu hori Huayra Pronello Ford modeloan aplikatu zen lehen aldiz, Argentinan. thumb|Huayra Pronello Ford

Huayra Pronello Ford lehiaketetarako auto bat zen, eserleku bakarrekoa.  Heriberto Pronellok diseinatu zuen 1968an, "Sport Prototipo Argentinarra" kategoriarako. 1969an egin zuen debuta kategoria horretan, Argentinako Cordoba hirian, Carlos Reutemannek eta Carlos Pascualinik gidatuta.

1968an autoaren erreplika bat egin zuten, diseinuaren ezaugarri aerodinamikoak aztertu ahal izateko. Eskala 1/5 zen, hau da, jatorrizko modeloaren tamainaren bosten bat. Hegazkinen Fabrika Militarrean probatu zuten. Fabrika horrek haize-tunel bat zuen, Argentinako Aire Armadak erabili ohi zuena. Erreplikarekin egindako probek frogatu zuten lurzoru-efektuak eskala horretan funtzionatzen zuela.

Hori ikusita, lurzoru-efektua 1 Formulako autoetan aplikatzen hasi ziren, eta halaxe jarraitu zuten 70eko eta 80ko hamarkadetan ere. 2011n Huayra prototipoak sari bat jaso zuen Argentinako Lasterketa Klasikoko Autorik Onena kategorian, eta hori haren diseinu onaren erakusgarri da. 

2023an, Huayra Pronelloren bigarren unitatea eraman zuten Goodwood zirkuitura, Festival Of Speed izeneko jaialdira (Ingalaterra). Han zegoela, Catesby tunelera eraman zuten ibilgailua (Catesby tunela ibilgailuak probatzeko instalazio bat da), eta analisi aerodinamiko osoa egin zioten, Sergio Rinland ingeniari eta irakasle argentinarra buru zela.

"Beti pentsatu izan dugu lurzoru-efektua aplikatzen zuela. Heribertok Kordobako Unibertsitate Nazionalean probatu zuenean, 1/5 eskalako modelo bat erabili zuen airearen erresistentzia egiaztatzeko, eta modelo hori perfektua zen; aterik eta kapotik gabea, sarrera-dorrerik gabea...", adierazi zuen Rinlandek.thumb|Huayra Pronello Ford atzealde luzearekin

"Catesby tunelean egindako probei esker, jakin genuen ibilgailuak efizientzia aerodinamiko handia duela, bai atzealde laburrarekin, bai atzealde luzearekin. Atzealde luzea, hain justu, erabiltzen da abiadura handieneko zirkuituetan. Heribertok bere garaian lortutako datu ia berberak lortu genituen guk". 

Lasterketetarako autoetan ez ezik, erabilera arrunteko kirol-automobiletan ere aplikatu izan da lurzoru-efektua. 90eko hamarkadatik aurrera, auto-marka batzuk efektu hori erabiltzen hasi ziren zenbait modelotan. Horren adibide dira Ferrari, Porsche eta McLaren, besteak beste.
 Lurzoru-efektua 1 Formulan 
Askok diote 1 Formula automobilgintzaren kategoria nagusia dela; izan ere, beti dago berrikuntzaren abangoardian. Ohiko autoetan aplikatu diren aurrerapen tekniko asko 1 Formulako ibilgailuetarako asmatu ziren.  Lurzoru-efektua arlo horretako beste aurrerapen aipagarri bat da, eta Lotus taldeak aplikatu zuen arrakastaz bere autoan, 1978ko denboraldirako. Urte horretan, garaipena lortu zuten aurrerapen horri esker.
Lotusen 1978ko garaipenari buelta emateko, Brabham taldeak ideia berritzaile bat izan zuen: haizagailu bat txertatu zuen bere ibilgailuan, Brabham BT46B autoan. Ideia horren helburua zera zen: haizagailuak lurzorua “xurgatzea”, lurzoru-efektuaren antzeko hurrupaketa sortu ahal izateko.  Gainerako taldeen kexak ikusirik, Nazioarteko Automobilismo Federazioak (NAF) erabaki zuen monoplaza hori legezkoa zela, betiere aireztatze-sistemaren jardueraren % 50 motorra hozteko izango zela justifikatu ahal bazuten. BT46B modeloaren lehen lasterketan, 30 segundo baino gehiagoko aldea atera zien gainerako lehiakideei. Hori dela eta, 1978ko Suediako Sari Nagusian autoa debekatu zuten; izan ere, epaimahaiak erabaki zuen haizagailuak hauts asko harrotzen zuela eta, ondorioz, ezin zela frogatu haizagailua errendimendu-helburuetarako erabiltzen zenik. Gaur egun, Brabham BT46B da Formula 1eko auto bakarra % 100eko garaipen-ehunekoa duena.

1978az geroztik, talde gehienek Lotusen diseinua kopiatu, eta lurzoru-efektua beren monoplazetan ezarri zuten. Hala, lehiakortasuna nabarmen handitu zen eta, aldi berean, diseinuak arriskutsuagoak izan ziren. Auto berriak gai ziren bihurguneak askoz azkarrago egiteko, baina, gurpilen eta errepidearen arteko distantzia bat-batean handitzen bazen (asfaltoan zulo txiki bat zegoelako, adibidez), efektua eteten zen, eta horrek istripu larriak eragin zitzakeen. 1982ko Belgikako Sari Nagusian, esaterako, Gilles Villenueve pilotu kanadarra hil zen mota horretako istripu baten ondorioz. Haren Ferrariak atzean gelditutako auto batekin talka egin zuen, eta Villeneuve hegan atera zen. Handik gutxira hil zen, zauri larrien ondorioz.

1983an, lurzoru-efektua debekatu zen, eta taldeek behealde lauak jarri behar izan zituzten beren monoplazetan, aurreko denboraldian istripu ugari gertatu baitziren.
2022an, 1 Formulako buruzagiek, historiako araudirik iraultzaileenetako bat ezarri, eta lurzoru-efektua berreskuratu zuten, baina mugatutako bertsio batean, 70eko hamarkadan izandako arazoak saihesteko. Hala ere, beste eragozpen batzuk ekarri zituen, batez ere “porpoising” izeneko fenomenoa. Efektu horren eraginez, monoplazek karga aerodinamikoa galtzen zuten lurretik gertu pasatzean, eta autoek erreboteak egiten zituzten. Gainera, ez zuten helburu nagusia lortu; hau da, aurreko denboraldiko monoplazek sortzen zuten aire zikina deuseztatzea.

Laburbilduz, lurzoru-efektua asko erabili izan da 1 Formulan, errendimendu handia ematen baitu. Alabaina, segurtasun-arazo larriak ere sortzen ditu; beraz, kontu handiz aplikatu behar da.

 Erreferentziak 

 Ikus, gainera 

 Venturi efektua
 Aerodinamika
 Lasterketa-automobil

 Kanpo estekak 

 Estudio y diseño aerodinámico de un fondo plano para un vehículo Formula Student 
 Aerodinámica
 ANÁLISIS  DEL EFECTO SUELO EN EL ALERÓN DELANTERO DE UN VEHÍCULO TIPO FORMULA
 Estudio aerodinámico aplicado en el campo de la automoción

Kategoria:Ingeniaritza mekanikoa
Kategoria:Automobilaren teknologiak
Kategoria:Ingeniaritza mekanikoa
Kategoria:Automobilaren teknologiak