Desde los primeros días de la carrera de automóviles, se han hecho intentos de ingeniería de los coches que van más rápido y manejar mejor. La diferencia entre ganar y perder a menudo se puede medir en fracciones de segundo. El exceso de peso puede resultar en tiempos más lentos, pero el ángulo de la nariz del coche y la capacidad del coche para "pegarse" en las curvas también son críticos para el rendimiento. Las celdas de carga pueden ayudar a optimizar el rendimiento, y actualmente se utilizan en toda la industria de carreras de automóviles desde NASCAR hasta el IHRA. En términos sencillos, una célula de carga es un sensor que utiliza tecnología de strain gauge. Cuando se aplica fuerza, causa deformación o movimiento que puede medirse. Liberar la fuerza también produce un cambio mensurable. Sin embargo, las células de carga en sí mismas son dispositivos mecánicos pasivos y deben estar vinculadas a un segundo dispositivo, como una computadora o una pantalla digital, para producir datos significativos. Para entender cómo las células de carga puede resultar beneficioso para los coches de carreras, considere ciertas leyes básicas de la física. La tercera ley de Newton del movimiento indica que cuando se aplica fuerza, una cantidad igual de fuerza se generará en la dirección opuesta. Tal vez el ejemplo más obvio del mundo real con el que la mayoría de la gente está familiarizada es lo que sucede con los ocupantes de un coche durante el frenado de emergencia, comúnmente llamado una parada de pánico. A medida que el impulso del automóvil es detenido, los cuerpos de los ocupantes continúan avanzando a la velocidad anterior. Esto está de acuerdo con la segunda ley de Newton: que los objetos en movimiento tienden a permanecer en movimiento a menos que se encuentre una fuerza externa. Sin embargo, una vez que el impulso hacia delante de los ocupantes ha sido detenido, sus cuerpos serán forzados hacia atrás con la misma fuerza que avanzaron.
La segunda ley de la física involucrada con las células de carga para carreras es el concepto de fuerza centrípeta o hacia adentro. Considere a los pasajeros en un coche que hace un giro a la derecha a una velocidad alta. Durante el turno, sentirán que se están moviendo hacia la izquierda. En realidad, sus cuerpos están tratando de seguir moviéndose en línea recta (segunda ley de Newton), que ya no es posible, ya que el propio automóvil ha tomado una nueva dirección. Aunque otras propiedades de la física se aplican, así como la matemática detrás de factores tales como el ángulo de un giro cerrado con relación a la velocidad, poco se obtiene discutiéndolos en este punto. Los dos ejemplos dados son suficientes para entender lo que le sucede a un coche de carreras a altas velocidades y por qué las células de carga pueden ayudar a los ingenieros a mejorar el rendimiento. Sin embargo, quizás se debe notar que el centro de gravedad del coche y el par de eje trasero desempeñan papeles importantes en mantener la nariz del coche hacia abajo, lo que a su vez permite velocidades ligeramente mayores. Las leyes de la física discutidas proporcionan las pistas necesarias para entender por qué los coches de carreras a veces girar o deslizar hacia los lados en las curvas. Las ruedas giran, pero el chasis quiere seguir en línea recta. Incluso si el conductor retiene el control del vehículo, milliseconds preciosos pueden ser perdidos. Si el conductor debe disminuir la velocidad antes de entrar en un turno, se puede perder aún más tiempo.
Un problema diferente (pero relacionado) existe cuando el coche encuentra un bulto en el pavimento. Los choques y los resortes se comprimen para mitigar el chasquido, pero luego se recuperan. Si el choque ha sido severo, el rebote resultante puede forzar a la nariz del automóvil a subir aún más de lo que era antes de la protuberancia. Mantener la nariz del coche pegada a la pista (figurativamente hablando) ha sido una meta desde los primeros días de la carrera, ya que aumenta la velocidad. Las celdas de carga permiten a los ingenieros medir el peso soportado por cada neumático y el movimiento de cada rueda durante las operaciones reales. Los datos pueden revelar cómo el chasis responde a varias velocidades, golpes, frenado duro y giros. Esto permite a los ingenieros realizar modificaciones - a veces cambios extremadamente pequeños - para mejorar el rendimiento.
Un estudio de caso puede proporcionar información adicional. El equipo Cornell Racing FSAE utiliza células de carga para ayudar a optimizar el rendimiento. El concurso de Fórmula SAE se celebra anualmente, con 140 escuelas y 12 países representados. El equipo de Cornell se ubica entre los 10 primeros prácticamente todos los años, y Cornell ha ganado el campeonato mundial siete veces. El equipo eligió las células de carga MLP-1k de las técnicas de transductores para medir las fuerzas ejercidas en cada una de las esquinas del coche y la célula de carga CSP-3k para medir las fuerzas a las que se sometió el subsistema de la transmisión. Los datos recolectados permitieron al equipo perfeccionar el sistema de suspensión, las partes no suspendidas y numerosas zonas dentro del monopod compuesto. También permitió una determinación precisa de la vida de fatiga de los componentes del tren de impulsión. Como resultado, el equipo de diseño fue capaz de afeitar el peso de las cuatro áreas. (Una entrevista en video con tres de los miembros del equipo de Cornell está disponible haciendo clic en este enlace.)
Aunque los coches de carreras utilizan principalmente células de carga para sistemas de suspensión, los ingenieros están utilizando o probando células de carga para otras áreas. Muchos dragsters están equipados con células de carga de barras para medir las fuerzas de lanzamiento ejercidas sobre la barra de ruedas. Las células de carga pueden medir la fuerza ejercida sobre una palanca de cambio por el conductor para ayudar a determinar cómo se relaciona esto con el desgaste de la transmisión. Los frenos son otra área que puede emplear células de carga, ya que los frenos en un coche de carreras responden a la presión ejercida por el conductor en lugar de viajar a pedales. Sin duda, los ingenieros de carreras seguirán descubriendo nuevos usos para las células de carga para optimizar el rendimiento.