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A la hora de diseñar un coche eficiente de Fórmula Uno, se tiene en cuenta que corre en un circuito con curvas y rectas. En las rectas el problema se reduce a potencia del motor: el coche con motor más potente va a ser el más rápido. Pero también es importante tener un buen coche en las curvas. En las curvas lo que se intenta obtener es que dicho coche pueda tomarlas a la mayor velocidad posible, o, dicho de otro modo, lo que se intenta es tener la máxima adherencia de los neumáticos a la pista. Esto se consigue obteniendo una presión, ejercida por el aire sobre la superficie de la carrocería debido a la forma de esta, que ejerza una fuerza que empuje el coche hacia el suelo: la creación de fuerza de sentido descendente (downforce en inglés). Pero, además de esto, hay que conseguir la mínima resistencia al avance que se genera por las turbulencias del aire causadas en el desplazamiento, y que frenan el coche.

Varios equipos empezaron a experimentar con los ahora familiares alerones a finales de los sesenta. El aire fluye en diferentes velocidades por los dos lados del alerón, debido a la diferencia de distancias yendo por el lado superior y por el inferior. Esto crea una diferencia de presión. Debido a que las presiones se intentan equilibrar, el alerón se mueve en la dirección de baja presión. Como está asegurado al chasis, presiona al coche hacia el asfalto de la pista.

Hacia mitad de los setenta, ingenieros de Lotus descubrieron la fuerza de sentido descendente denominada efecto suelo. La idea básica era crear un área de baja presión en los bajos del coche, de forma que la presión más alta sobre el coche crearía una fuerza de sentido descendente que aplastaría el coche al asfalto. Se consiguió de dos formas: la primera usando un ventilador para sacar aire de debajo de la cavidad (usado en el Brabham BT46B, diseñado por Gordon Murray)

La segunda: diseñar la parte interior del coche de forma que se hacia pasar aire por dos conductos, situados a los laterales del coche, en los que se reducía el grosor , consiguiendo bajar la presión. Este espacio lo limitaron mediante la colocación de faldones laterales para evitar que el aire de fuera interfiriera en la obtención de esa zona de baja presión. Un ejemplo de coche de efecto suelo es el Lotus 79, también llamado “la Belleza Negra”. Debido a una serie de accidentes mortales, se reguló la utilización del efecto suelo prohibiendo los faldones, así como se estableció una forma plana de los bajos del coche y una mínima distancia desde los bajos al suelo.

En los coches de Fórmula Uno actuales la creación de fuerza en sentido descendente mediante efecto suelo se aplica mediante el difusor trasero, combinado con una hoja situada abajo en el alerón trasero, y representa alrededor del 25% de la de la fuerza en sentido descendente total del coche. El diseño del difusor es crucial ya que controla la velocidad de salida del aire. Cuanto más rápido sale, menos presión se genera debajo del coche y más fuerza de sentido descendente se genera en el coche. La forma y tamaño del difusor está regulada y tiene ciertas restricciones.

El alerón delantero supone aproximadamente un 33% de la fuerza en sentido descendente total del coche. Es importantísimo su diseño, ya que dirige parte del aire hacia las aberturas laterales del coche, encargadas de llevarlo al radiador para refrigerar el motor. Otra parte de aire es dirigida hacia la parte de abajo para que el difusor trasero realice su tarea de efecto suelo. Además, este alerón dirige el aire por encima de las ruedas delanteras, de forma que las turbulencias generadas por estas sean mínimas.

El alerón trasero supone aproximadamente otro 33% de la fuerza en sentido descendente total del coche. Puede llevar hasta un máximo de dos hojas. En la parte baja lleva una hoja con perfil aerodinámico que junto con el difusor crea efecto suelo.

La orientación de estos alerones y el número de hojas del alerón trasero se establecen en función del tipo de circuito en donde se va a correr. Así, por ejemplo, en circuitos con muchas curvas y donde no se puede correr excesivamente, como Mónaco, se eligen unas formas muy agresivas para aumentar la resistencia al contacto con el aire y así obtener más fuerza de sentido descendente. Se dice que se ha configurado el coche con mucha carga aerodinámica. En circuitos más rápidos, como Monza, se intenta que la resistencia con el aire sea mínima, para no ser perjudicados en las rectas. Se suele decir que la configuración del coche tiene poca carga aerodinámica o carga mínima. Como ejemplo mirad la configuración de alerones del Nano en Mónaco y en Monza.

En Mónaco: carga aerodinámica alta. El perfil de los alerones es más inclinado y con más superficie de contacto para ofrecer más resistencia al aire y crear más fuerza de sentido descendente.

En Monza: Carga aerodinámica baja. Perfil plano para aumentar la velocidad en las rectas

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Fidel C. Garbajosa