La Fórmula 1, a menudo abreviada como F1 y también denominada la «la máxima categoría del automovilismo», es la competición automovilística internacional más popular.
A cada carrera se le denomina Gran Premio y la competición que las agrupa se denomina Campeonato Mundial de Fórmula 1. La entidad que la dirige es la Federación Internacional de Automovilismo (FIA). La mayoría de los circuitos de carreras donde se celebran los Grandes Premios son circuitos permanentes, aunque también se utilizan circuitos urbanos. Los automóviles utilizados son monoplazas con la última tecnología disponible; algunas de estas mejoras fueron desarrolladas en la Fórmula 1 y terminaron siendo utilizadas en automóviles comerciales, como el freno de disco o el turbocompresor.
La Fórmula 1 actual se caracteriza por ser un escaparate de la tecnología más avanzada en varias áreas:
Aerodinámica
Es usual que los monoplazas corran a velocidades superiores a los 300 km/h en la mayoría de circuitos; en el más rápido, el de Monza, los F1 llegaron a superar los 340 km/h hace algunos años. En cambio, otros circuitos, como el circuito de Mónaco, se registran valores inferiores a 290 km/h, con una media de 160 km/h en todo el circuito. Para ello, es imprescindible la aerodinámica y la ingeniería de dicha materia aplicada en los vehículos.
La aerodinámica en la Fórmula 1 actual persigue principalmente dos objetivos: disminuir la resistencia aerodinámica al avance, y conseguir un alto esfuerzo aerodinámico sobre el coche hacia abajo. El equilibrio entre ambos puede llegar a ser determinante para que un monoplaza sea o no competitivo. Estos esfuerzos son directamente proporcionales a los coeficientes aerodinámicos correspondientes, al área frontal del vehículo, a la densidad del aire y al cuadrado de la velocidad del vehículo respecto al aire.
Un monoplaza con mucha carga aerodinámica, consigue una velocidad mayor en curva, mientras que con poca carga, y por lo tanto con menor resistencia al avance, consigue mayores aceleraciones y velocidades máximas en las rectas. Por tanto, dependiendo de la geometría del circuito se debe mover ese punto de equilibrio para favorecer una u otra especificación. En circuitos como Monza se usan alerones especiales, casi planos, exclusivos de ese GP. Mónaco es el caso contrario, pues en ese circuito el vehículo necesita mucha carga aerodinámica.
Para estudiar y mejorar el comportamiento aerodinámico de un monoplaza, los ingenieros de los equipos utilizan programas de simulación de dinámica de fluidos y realizan ensayos en un túnel de viento analizando diferentes configuraciones de alerones, pontones y demás artilugios aerodinámicos. Habitualmente estos ensayos suman miles de horas y se realizan con maquetas a escala para no tener un coche real ocupado.
Los análisis de la aerodinámica de un monoplaza permiten elaborar diagramas de velocidades y de presiones con información sobre si el flujo aerodinámico provoca turbulencias, analizando las líneas de corriente, así como conocer los diferentes coeficientes aerodinámicos, en función de la posición de los alerones y del ángulo de incidencia del viento. Para ello, el piloto en cuestión debe modificar el ángulo de los alerones, tal y como antes se ha descrito, en función de los datos recogidos por los sensores del monoplaza, los cuales se rigen por los datos obtenidos en los programas de simulación, mediante el estudio de la dinámica de fluidos, antes mencionados.
Para un piloto y su monoplaza un error en el sistema de angulación de los alerones puede resultar fatal, ya que dependiendo de la velocidad del vehículo, del aire, la tracción y la densidad del aire, la diferencia entre los ángulos (a veces con ser mínima) puede generar un accidente. Es por eso que no es el piloto quien decide la angulación de dichos mecanismo, sino que le es transmitido por radio desde los técnicos del equipo, quienes calculan el ángulo justo para las situaciones. La rotura del alerón, por ejemplo, puede no solo hacer perder la velocidad, sino también hacer perder el contacto del monoplaza con el suelo, realizando un proceso similar al del despegue de los aviones que le obligará a ascender varios metros, siendo la caída un brutal accidente de mortales consecuencias.
Sistema de frenado
Para reducir la velocidad del vehículo, el sistema de frenado transforma la energía cinética en energía térmica mediante fricción. Los coches de Fórmula 1, como la mayoría de los coches de calle, tienen frenos de disco en los cuales un disco que gira solidariamente con la rueda es presionado por unas pastillas de freno por la acción de unas pinzas hidráulicas. La fricción de estas pastillas con el disco hace que la rueda se frene convirtiendo la energía cinética en energía térmica, generando grandes cantidades de calor que debe ser disipado al ambiente. A diferencia de los automóviles de calle, cuyos discos de freno son de acero, en la Fórmula 1, estos discos se construyen con materiales cerámicos, que no llegan a fundirse pero al calentarse incluso se vuelven incandescentes emitiendo luz de tonalidades entre amarillo, naranja y rojo. La parte central de los discos de freno en la actualidad se fabrica con fibra de carbono. Para disminuir el riesgo de cristalización de los frenos por exceso de temperatura se dispone de discos ventilados, que son discos de freno con unos canales en su interior con formas similares a los álabes de un compresor radial.
Al aplicar un momento de frenada excesivo se superaría el límite de adherencia del neumático con el suelo, provocando el bloqueo del giro de la rueda. La Fórmula 1 permitió anteriormente sistemas de frenado antibloqueo (ABS), que mediante un microcontrolador, reducen la presión de frenado antes de que se produzca el deslizamiento del neumático con el suelo.
El sistema de frenado está dividido en dos circuitos con una bomba hidráulica para las ruedas delanteras y otra para las traseras. Esto asegura que en caso de fallo de un circuito se pueda utilizar el otro para detenerse. Si sólo hubiera un circuito y fallara, sería muy difícil detener un F1.
La relación entre las presiones que ejercen las pinzas hidráulicas sobre los discos de freno delanteros y traseros puede ser regulada en todo momento desde el asiento del piloto. De esta manera se ajusta en carrera el reparto de frenada dependiendo de las circunstancias. Por ejemplo, cuando ha disminuido el coeficiente de adherencia por motivo de la lluvia o por otra causa, la transferencia de carga longitudinal (del eje trasero al delantero) durante la frenada será menor a causa de la menor deceleración posible. En estos casos se cambia la relación entre las presiones de las líneas de frenos para que las ruedas delanteras frenen proporcionalmente menos que en condiciones de mayor adherencia. Con el ajuste del reparto de frenada se puede evitar el sobrecalentamiento de los frenos delanteros utilizando más los traseros y viceversa. Lo normal es que la fuerza de frenado sea mayor en el eje delantero, aunque dependiendo del circuito o gusto del piloto se pueden variar el reparto de frenada.
La eficacia del sistema de frenado de los Fórmula 1, junto con la calidad de los neumáticos que utilizan, permiten reducir la velocidad en distancias y tiempos reducidos.
Los frenos cerámicos utilizados en los monoplazas fueron inventados en el desarrollo del Concorde, un avión jet supersónico, y actualmente se están empezando a utilizar en los coches de gama alta.
Hay muchos más aspectos a tener en cuenta pero yo considero que estos son los más importantes.
Os dejo con un video que he encontrado de los mejores adelantamientos de la historia de la Fórmula 1
No hay comentarios:
Publicar un comentario