La física detrás de conducir a muy alta velocidad

La Jamais Contente fue el primer automóvil que superó los 100 km/h, con forma de bala y motor ¡eléctrico!

Al ser humano le ha gustado siempre ir más allá de lo aparentemente posible. Ya lo decía el lema olímpico tomado del latín, "Citius, altius, fortius", que significa "más rápido, más alto, y más fuerte". Desde que empezó la era del automóvil a motor, romper récords de velocidad ha venido siendo una constante.

Incluso la ruptura de los 100 km/h fue en su momento una hazaña. Camille Jenatzy lo logró en 1899 con el eléctrico La Jamais Contente, y su récord fue vigente durante 3 años. Hoy día esa velocidad la supera cualquier turismo, incluso un Land Rover Santana con un poco de inspiración. En 2019 la nueva marca es de 490 km/h, hablando de modelos de producción en serie.

No resulta nada sencillo alcanzar semejantes velocidades, ya que la física no lo pone nada fácil. La aviación necesitó mucho desarrollo y mucha ingeniería para alcanzar velocidades tan altas, aunque tuvo la evidente ayuda la industria bélica. Fue una relación que se retroalimentó. Solo durante la II Guerra Mundial la progresión fue realmente espectacular, cuando se pasó de los biplanos a los turborreactores y aviones cohete experimentales.

Cualquier compacto moderno puede alcanzar los 200 km/h con un motor de 100 CV, y sin ser prodigios de la aerodinámica

Pero hablando de coches, la complejidad es muy alta. Primero, hace falta mucha, mucha recta para alcanzar la velocidad máxima. Segundo, hace falta mucha, mucha potencia. Si aumentamos al doble la velocidad, necesitaremos una potencia ocho veces superior para vencer el rozamiento. Es una relación cúbica.

En otras palabras, si un coche de 100 CV alcanza 200 km/h, para que alcance 400 km/h por lo menos necesitará 800 CV. Eso explica, brevemente, por qué para lograr velocidades de escándalo ya hay que pasar holgadamente de 1.000 CV. El aire, en realidad, es un muro, para apartarlo hace falta muchísima fuerza.

Se puede entender pensando en el aire como un fluido. El agua nos parece blanda cuando nos tiramos a la piscina (baja velocidad), pero probad a intentar atravesar el agua a velocidad de caída libre, lo cual explica que si falla un paracaídas caer en el agua no sea precisamente la mejor de las ideas. Sí, el agua se convierte también en un muro.

El mantenimiento de un coche como el Bugatti Veyron 16.4 Grand Sport Vitesse, capaz de superar los 400 km/h, es prohibitivo a menos que uno sea muy muy rico

Otro problema de importancia está relacionado con los neumáticos. No hay que pensar en ellos como simples círculos negros, están cambiando su forma constantemente, una parte del neumático soporta el peso del vehículo durante un tiempo determinado, y cuanto más rápido se circula, más y más veces se deforma, lo que va provocando calor. El propio rozamiento contra el suelo genera calor también.

Por otro lado, las leyes fundamentales de los gases nos dicen que si el volumen de un gas es constante (suponemos que no entra ni sale aire del neumático en un tiempo corto), dado un aumento de temperatura, también aumenta la presión. El neumático debe hacer frente a dos problemas entonces, que se calienta por fuera y por dentro tiende a querer estallar.

Por eso existen los códigos de velocidad en los neumáticos, y por eso esos códigos superan con creces la velocidad que el vehículo puede alcanzar, aunque lleguemos a casos extremos, como coches que no pasan de 180 km/h por limitación electrónica pero cuyos neumáticos aguantan 240 km/h sin problemas. La suma de más temperatura y más presión degrada muy rápidamente los neumáticos. Si eso va más lejos reventarán sin remedio, y a altas velocidades eso puede significar la muerte.

Bugatti Chiron modificado para alcanzar 490 km/h, con aerodinámica y neumáticos específicos

Volviendo a la aerodinámica, no solo hay que tener fuerza para torearla, también hay que evitar un efecto indeseable: que el vehículo literalmente salga volando. Por eso es necesaria una fuerza descendente que pegue al vehículo al suelo, pero que tampoco lo pegue tanto como para hacerlo lento. Debe hallarse un equilibrio.

Por eso algunos coches de muy altas prestaciones tienen geometría variable, es decir, que pueden cambiar su morfología para velocidades altas o "bajas". A baja velocidad un exceso de carga aerodinámica supone más consumo, peores prestaciones y un mayor desgaste de los neumáticos. A alta velocidad todo eso es un poco secundario.

Lo que acabas de leer es una mera introducción a por qué es tan difícil rodar a velocidades muy altas. Esto aplica, evidentemente, a circuitos de prueba o desiertos, porque el ser humano no está preparado para poder moverse en el tráfico de forma segura a ritmos tan elevados. Ni los sentidos son capaces de recopilar la información necesaria, ni el cerebro puede procesarla. Menos mal que estos récords se hacen en línea recta y sin obstáculos, no hay que pensar tanto.