El coeficiente de resistencia de un automóvil es un factor que se tiene en cuenta cuando se diseña un vehículo nuevo, dada su relación con sus otras características de rendimiento. Desde el punto de vista aerodinámico, el coeficiente de resistencia sirve para cuantificar la resistencia al avance que experimenta un vehículo cuando atraviesa el aire que lo rodea. La resistencia aerodinámica aumenta con el cuadrado de la velocidad; por lo tanto, adquiere una importancia crítica cuanto más deprisa se circula. Reducir el coeficiente de resistencia en un automóvil mejora su rendimiento principalmente en lo que respecta a su velocidad y a la eficiencia del consumo de combustible. Una forma común de evaluar la resistencia aerodinámica de un vehículo es mediante el producto de su área frontal y de su coeficiente de resistencia.

Reducción de la resistencia La reducción de la resistencia aerodinámica en los vehículos de carretera ha dado lugar a aumentos en su velocidad máxima y en su eficiencia en el consumo de combustible, así como a la mejora de muchas otras características de rendimiento, como su estabilidad de marcha o su capacidad de aceleración. Los dos factores principales que influyen en la resistencia son el área frontal del vehículo y el coeficiente de resistencia. El coeficiente de resistencia es un valor adimensional (sin unidades) que indica cuánto resiste un objeto al movimiento a través de un fluido como el agua o el aire. Una posible complicación de alterar la aerodinámica de un vehículo es que puede provocar que tienda a elevarse demasiado. La sustentación es una fuerza aerodinámica que actúa perpendicularmente al flujo de aire alrededor de la carrocería del vehículo. Demasiada elevación puede hacer que el vehículo pierda tracción en la carretera, lo que puede hacerlo muy inseguro. La reducción del coeficiente de resistencia está relacionada con la optimización de la forma exterior de la carrocería del vehículo, para lo que se tiene en cuente la velocidad del aire circundante y el uso característico que se vaya a dar al vehículo.

Supresión de elementos accesorios La eliminación de determinadas piezas accesorias en un automóvil es una manera fácil para que los diseñadores y propietarios de vehículos reduzcan el resistencia parásita y la resistencia frontal del vehículo con poco costo y esfuerzo. Puede ser tan simple como quitar alguna pieza que se hubiera añadido después de adquirir el vehículo, o tener que modificar o retirar una pieza del equipamiento original, es decir, cualquier parte procedente de fábrica. La mayoría de los coches deportivos de producidos en serie y los vehículos de alta eficiencia prescinden de fábrica de este tipo de elementos superfluos para ser competitivos en el mercado o en la competición, mientras que otros optan por mantener estos accesorios (a pesar de que aumentan la resistencia al aire del vehículo) por motivos estéticos o para adaptarse a los gustos de su base de clientes.

Portaequipajes Un portaequipajes es un rasgo común en muchos vehículos utilitarios deportivos y familiares. Si bien los portaequipajes en el techo son muy útiles para disponer de capacidad adicional para transportar equipaje, también incrementan el área frontal del vehículo y aumentan el coeficiente de resistencia. Esto se debe a que el aire fluye por la parte superior del vehículo, siguiendo las suaves líneas del capó y del parabrisas, y al encontrarse con la baca se provocan turbulencias. La eliminación de este elemento ha demostrado su efecto positivo en la eficiencia del consumo de combustible en varios estudios.

Faldillas antibarro Las faldillas antibarro rara vez aparecen como un elemento estándar en los automóviles modernos, ya que interfieren con el flujo de aire limpio alrededor del vehículo. Para vehículos más grandes, como camiones, siguen siendo importantes para el control de la pulverización en caso de pavimento mojado, y en 2001 se introdujo una nueva versión de las faldillas que se ha demostrado que crea una resistencia aerodinámica significativamente menor que los modelos habituales.

Deflector trasero La mayoría de los deportivos suelen incluir de serie un deflector trasero, con la forma de un alerón más o menos elevado en la parte trasera del vehículo. Su principal propósito es contrarrestar la tendencia a elevarse del vehículo a altas velocidades, aumentando así su estabilidad. Para lograr la menor resistencia posible, el aire debe fluir alrededor de la carrocería aerodinámica del vehículo sin entrar en contacto con áreas de posible turbulencia. Un diseño de alerón trasero que se separa de la tapa posterior aumentará la carga aerodinámica reduciendo la tendencia del coche a elevarse a altas velocidades, pero a costa de penalizar el coeficiente de resistencia. Los deflectores planos, posiblemente inclinados ligeramente hacia abajo, pueden reducir la turbulencia y, por lo tanto, reducir el coeficiente de resistencia. Algunos automóviles cuentan con alerones traseros ajustables automáticamente, por lo que a menor velocidad el efecto sobre la resistencia se reduce cuando no es necesario disponer de los beneficios de una elevación reducida.

Retrovisores laterales Los espejos retrovisores laterales aumentan el área frontal del vehículo e incrementan el coeficiente de resistencia, ya que sobresalen del costado del vehículo. Para disminuir el impacto que tienen sobre la resistencia del vehículo, pueden reemplazarse por espejos más pequeños o espejos con una forma diferente. Varios prototipos de la década de 2010 han reemplazando los espejos por cámaras de vídeo, pero de momento su uso no se ha generalizado porque la legislación de la mayoría de los países requieren el uso de espejos laterales.

Antena de radio Si bien no tienen un impacto significativo en el coeficiente de resistencia debido a su pequeña sección, las antenas que se encuentran en la parte delantera del vehículo pueden reubicarse o ser sustituidas por modelos de techo más compactos, con el fin de librar al coche de esta resistencia adicional. La alternativa más común a las antenas de automóvil convencionales son las antenas de aleta de tiburón, que se encuentra en la mayoría de los vehículos de alta eficiencia. También existen antenas instalables en el interior del vehículo (normalmante, con forma de una fina rejilla de metal aplicada sobre una luna fija), que permiten sustituir la antena exterior.Vehicle window antenna system (US Patent 6239758B1)

Limpiaparabrisas El efecto que tienen los limpiaparabrisas en el flujo de aire de un vehículo varía entre los distintos modelos; sin embargo, a menudo se prescinde de ellos en algunos tipos de coches de carreras y en los prototipos de alta eficiencia para mantener el menor coeficiente de resistencia posible. Una opción mucho más común es reemplazar los limpiaparabrisas convencionales por otros de perfil más bajo, quitar el limpiaparabrisas del lado del pasajero, disponer delectores para evitar que el aire incida sobre las escobillas, o bien diseñar la carrocería del automóvil para que queden totalmente escondidos por debajo del capó.

Otra alternativa es equipar el vehículo con un solo limpiaparabrisas colocado en el centro, lo que le permite cubrir ambos lados del parabrisas a la vez. Esta solución reduce la resistencia al aire, al disminuir el área frontal de la hoja. Si bien dicha solución puede ser útil para las carreras, en la mayoría de los vehículos de carretera se obtendría una mejora mínima en la reducción general de la resistencia.

Fabricación La etapa de diseño de un vehículo permite optimizar de forma más eficiente su configuración aerodinámica, sin necesidad de acudir a accesorios de terceros fabricantes. La mayoría de los automóviles con coeficiente de resistencia muy bajo, como los coches de carreras y los prototipos de alta eficiencia, aplican estas ideas a sus diseños.

Tapacubos

Cuando el aire fluye alrededor de los huecos de las ruedas, es perturbado por las llantas de los vehículos y forma un área de turbulencia alrededor de la rueda. Para que el aire fluya más suavemente, a menudo se usan tapacubos envolventes con formas suaves, utilizándose incluso diseños sin ningún agujero para evitar que el paso del aire forme turbulencias. Este diseño reduce la resistencia, pero puede hacer que los frenos se calienten más rápidamente porque los tapacubos cerrados impiden que el flujo de aire disipe el calor generado en las frenadas. En consecuencia, esta modificación se ve más comúnmente en vehículos de alta eficiencia que en deportivos o coches de carreras. (enlace roto: marzo de 2019)

Cortinas de aire

Las cortinas desvían el flujo de aire a través de una serie de ranuras practicadas en la carrocería y lo guían hacia el interior de los pasos de rueda.

Bloqueo parcial de la rejilla del radiador La calandra es la rejilla frontal que permite dirigir el aire a través del radiador. En un diseño aerodinámico, el aire debe fluir alrededor del vehículo en lugar de a través de él, pero la calandra redirige el flujo de aire perimetral a través del vehículo, lo que aumenta su resistencia aerodinámica. Para reducir este efecto, a menudo se utiliza un sistema de bloqueo parcial de la rejilla, que consiste en una serie de lamas orientables que permiten cubrir total o parcialmente los huecos de la parrilla delantera de un vehículo. En la mayoría de los modelos de alta eficiencia o en vehículos con bajo coeficiente de resistencia, se suele incorporar una rejilla muy pequeña, eliminando la necesidad de bloquearla. Pero en la mayoría de los vehículos de serie generalmente está diseñada para maximizar el flujo de aire a través del radiador, desde donde fluye al compartimiento del motor. Este diseño en realidad puede crear un flujo de aire excesivo, evitando que el motor alcance una temperatura de funcionamiento adecuada. En tales casos, se utiliza el bloqueo de la rejilla para aumentar el rendimiento del motor y reducir la resistencia al viento del vehículo simultáneamente.

Bandeja inferior La parte inferior de un vehículo a menudo atrapa aire en varios lugares y genera turbulencias. En la mayoría de los coches de carreras, este problema se evita cubriendo toda la parte inferior del vehículo en lo que se llama una bandeja inferior, que al evitar que el aire quede atrapado debajo del vehículo, reduce la resistencia al avance.

Guardabarros carenados

Los guardabarros carenados a menudo se fabrican como extensiones de los paneles de la carrocería, y cubren todo el espacio exterior de las ruedas. Al igual que los tapacubos lisos, esta modificación reduce la resistencia del vehículo al evitar que el aire quede atrapado en el paso de rueda, y contribuye a optimizar la eficiencia aerodinámica carrocería. Son más habituales en las ruedas traseras, donde los neumáticos no giran y el diseño es mucho más simple (como por ejemplo, en el Honda Insight de primera generación). En el caso de las ruedas delanteras, tienen el mismo efecto que los faldones de las ruedas traseras, pero deben estar más desplazados de la carrocería para compensar que el neumático sobresalga de la carrocería cuando se circula en curva.

Parachoques delantero El parachoques delantero es la primera parte del vehículo por la que debe circular el aire. Por lo tanto, juega un papel crucial en la reducción de la resistencia. A menudo, se dispone como una barrera para limitar el paso del aire por debajo del vehículo, que se extiende desde la parte inferior de la calandra hacia abajo, en todo el ancho del vehículo. Es habitual que las incisiones de las cortinas de aire queden integradas en la forma del parachoques delantero.

Cola de barco y perfil Kamm