Entendiendo al Mach 5 (I)

El término Mach se puede referir a la medida de velocidad relativa definida a partir de la relación existente entre la velocidad de un cuerpo determinado y la velocidad del sonido en el medio en que se mueve el mencionado cuerpo. Por ejemplo, un número Mach igual a 5 indica que la velocidad del cuerpo a nivel del mar es igual a 1701,45 m/s.

Pero hoy no quiero hablar sobre el número de Mach, ni sobre su importancia en la aeronáutica y en la mecánica de fluidos. Hoy quiero escribir sobre un vehículo blanco, con una gran “M” pintada en color rojo sobre el capot, con un volante muy curioso, y manejada por un joven piloto ataviado con camiseta azul y pantalón blanco. En efecto, estoy hablando del famoso Mach 5, maravilla tecnológica protagonista de la serie animada Speed Racer (también conocida como Meteoro y Mach GoGoGo), y de la cual hablaré en las próximas entradas de esta bitácora, en un intento de diferenciar la realidad de la ficción, lo posible de lo imposible, empleando para ello mis humildes y escasos conocimientos.





El joven piloto, conocido como Meteoro, Speed o Go Mifune, tiene a su disposición una gran variedad de dispositivos incluidos dentro de su vehículo, seleccionados por medio de diversos botones incluidos en el volante, tal como ocurre en cualquier coche de las varias escuderías de la Fórmula 1. A continuación, me permito incluir una lista con una breve descripción de los botones incluidos.

Botón A (Auto Jump): permite activar un potente gato hidráulico que facilita la elevación del vehículo con el fin de que Bujía, el mecánico particular del coche, pueda realizar cualquier reparación o ajuste. Sin embargo, en más de una ocasión Meteoro ha utilizado este botón para dar un salto de media y corta distancia gracias al impulso del citado gato.

Botón B (Neumáticos especiales): otorga un importante agarre en los neumáticos de tracción durante la circulación en terrenos accidentados, firmes, helados, inestables o en laderas verticales de la montaña. De acuerdo con la serie, sus 5000 CV de potencia se distribuyen por igual a cada rueda por motores auxiliares.

Botón C (Sierras): generalmente, Meteoro las ha usado en terrenos montañosos. Al pulsar este botón, un par de potentes sierras rodantes sobresalen de la parte delantera del Mach 5 para cortar muchos obstáculos.

Botón D (Cúpula): permite la aparición de una poderosa cubierta transparente que sella la cabina del piloto bajo un cierre hermético. La cubierta es a prueba de balas e impactos. La cabina de mandos se convierte en una cámara impermeable que permite al coche sumergirse completamente bajo el agua.

Botón E (Visión nocturna): activa controles especiales de iluminación de luces para permitir que Meteoro vea más claramente que con faros normales. Cuando se usa con la pantalla nocturna adjuntado al casco, su visión se ve reforzada con luz infrarroja. En algunos episodios esta iluminación particular era sustituida por pequeñas alas en los laterales.

Botón F (Modo submarino): se utiliza cuando el Mach 5 es sumergido. Un tubo suministra oxígeno a la cabina del piloto con aire respirable. Un periscopio puede usarse para escanear la superficie del agua. Todo lo visto se retransmite a una pantalla de vídeo en el interior de la cabina de mando del Mach 5. Según la serie, las 100 libras auxiliares de suministro de oxígeno son suficientes para una duración de treinta minutos.

Botón G (Cohete): es un robot pequeño creado para volar y con forma de gaviota. Normalmente, es usado para transmitir imágenes de alta definición que permiten al piloto ver las cosas desde otro punto de vista, o bien para enviar mensajes durante el transcurso de una carrera.

Botón H (Casa): montado en la consola central con el resto de los controles para el realojamiento robot, este botón envía el realojamiento robot de nuevo a la casa de Meteoro.

Explicadas las funcionalidades especiales y adicionales de dicho vehículo, cabría mencionar además algunos detalles sobre su motor. Dado que no dispongo de datos fehacientes, incluiré las prestaciones del motor empleado en el modelo construido particularmente para la película estrenada en el 2008 y dirigida por los hermanos Wachowski. De acuerdo a esta página, el coche construido tiene un motor turboalimentado cuádruple V12, de 8 litros, con una potencia de 1700 CV y una velocidad angular de 8000 RPM. Según la noticia de la mencionada página, estas prestaciones permiten obtener una velocidad punta en el vehículo de 482 km/h.

Para empezar a entender al Mach 5, permítanme poner en duda esta última aseveración. Un motor de 1700 CV es algo sencillamente impensable con la tecnología actual. Como referencia, los actuales motores que se usan en la Fórmula 1 alcanzan potencias cercanas a los 750 CV, atendiendo a las limitaciones impuestas por el reglamento establecido en la FIA (Federación Internacional de Automovilismo). De hecho, uno de los tantos intentos para alcanzar semejantes niveles inmortales, viene dado por el flamante Dodge Viper GTS Twin Turbo que, como lo anuncia su nombre, consta de un motor V10 de 8 litros que en teoría desarrolla 1900 CV gracias a su sistema de doble turbo. Claro está, que para conseguir tales características, es necesario sacrificar ciertos aspectos como la estabilidad o el control del vehículo. Para muestra, basta con ver el siguiente vídeo, donde el coche en cuestión recorre un cuarto de milla (aproximadamente 400 metros) en apenas 7,99 segundos.



Si se compara el vídeo anterior con respecto al vídeo siguiente, se podría pensar que un Dodge Viper real no sería capaz de realizar bruscos movimientos en curvas, maniobras complejas, o incluso accionar el gato hidráulico para alcanzar saltos de gran magnitud. En principio, el coche debería tener unas condiciones aerodinámicas adecuadas que permitan una buena penetración del vehículo en el aire y que el coche se adhiera lo máximo posible al suelo. Lamentablemente, el Mach 5 muy aerodinámico no parece y dudo que pueda conseguir una máxima carga aerodinámica, logrando en consecuencia un paso por curva más rápido. Adicionalmente hay que contar también con la situación contraria, es decir, aquel escenario en que se necesita una baja carga para logar una mayor velocidad punta en recta.

Siguiendo en el mismo orden de ideas, cuando Meteoro pulsaba el botón B los neumáticos adquirían las facultades adicionales que he descrito previamente. Obviamente Tatsuo Yoshida, el creador de la serie, ignoraba la existencia del efecto de pelado, o graining según el argot anglosajón, y de cómo afecta a los coches de competición. A pesar de que es un término muy frecuente en la Fórmula 1 debido a que los neumáticos son más sensibles a sus consecuencias debido a que son estriados, lo cierto es que el graining es un fenómeno que puede perturbar a cualquier caucho o neumático de un coche de carreras.



El pelado o graining se origina cuando las fuerzas que actúan sobre la superficie del neumático lo empujan a adherirse lateralmente. En otras palabras, existe un estado dinámico de fuerzas tangenciales, mayormente sobre los neumáticos delanteros, que arranca paulatinamente una capa de goma que se acumula sobre la banda de rodamiento. Esta acumulación de goma produce que el vehículo empiece a subvirar, fenómeno en el cual existe un giro con que el tren delantero tiene menos agarre que el trasero, por lo que el coche trata de no seguir la trayectoria de la dirección abriéndose en la curva.

El problema del graining se suele estabilizar tras unas cuantas vueltas, porque el exceso de goma se retira con el desgaste normal del caucho. Por otra parte, los neumáticos traseros también pueden sufrir graining en aquellos trazados donde la tracción debe ser crucial; Suelen ser aquellos en los que se producen fuertes aceleraciones a la salida de las curvas lentas, o en superficies especialmente abrasivas.

Ahora bien, supongamos que Meteoro acepta el reto de la “Carrera más peligrosa”, surcando diferentes localidades salvajes e inhóspitas de la geografía mundial ante el descarado Equipo Acrobático. Supongamos además, que debe hacer un salto imposible en una montaña inclinada bajo una lluvia torrencial. Si se considera el efecto del graining, en adición a todos los factores adversos, quizás es posible que Meteoro tuviese peor suerte en tan desafortunado incidente, por muchos botones A y B que oprimiese.



Para terminar la primera parte de esta disertación, me gustaría formular una pequeña interrogante. Si en la misma carrera, el Mach 5 alcanza la velocidad punta de 482 km/h y al mismo tiempo Meteoro pulsa el botón A, el estado dinámico de esfuerzos producidos en el gato hidráulico debe ser bárbaro; incluso me atrevería a decir que si aplicamos el Teorema de Castigliano o si analiza el sistema mecánico mediante las soluciones de Galerkin del método de elementos finitos, las fuerzas y desplazamientos globales originados sobrepasarían los límites elásticos conocidos.



Entonces... ¿Podría Meteoro ejecutar los grandes saltos que hacía en la serie o incluso en la película?