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2014: una revolucionada Fórmula 1

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11:52 a.m. | 21 de Febrero del 2014

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Por fin, una nueva F1

Por fin, una nueva F1

Vuelven los motores con turbo pero muy pequeños, V6 de 1600 c. c., y necesitan el apoyo de la electricidad para generar la potencia de los V8 descontinuados.

Algunos motores y carros de la Fórmula 1 2014

El sistema de propulsión híbrido es muy complejo pues se limita la gasolina del motor y con la capacidad del tanque no cubre la distancia de una carrera, por lo cual el aporte de la electricidad juega un papel fundamental. Es la F1 más novedosa de todos los tiempos, alineada con la ecología y el bajo consumo de combustible.

La Fórmula 1 es un deporte en permanente evolución tecnológica, entre carrera y carrera todos los automóviles mejoran y anualmente las reglas se retocan o se modifican de manera importante. Pero nunca antes se había visto algo tan complejo y diferente como el reglamento técnico para el 2014.

En la última década estuvimos acostumbrados a ver en los monoplazas motores de 8 cilindros en V, de diferentes cilindradas, y las grandes novedades se refirieron fundamentalmente a la aerodinámica, impuestas por las reglas para las medidas y posiciones de los alerones y los ductos de salida traseros, o bien para frenar o controlar las astucias y descubrimientos que algunos equipos iban logrando en ese campo. Además, hubo cambio de llantero y de rendimiento de los cauchos, y aunque estos fueron muy incidentes en los resultados por la forma como los equipos pudieron leer y aprovechar las características de cada rueda, al fin y al cabo son un elemento común para todos que no hizo revolución.

Esta vez, el tema es una profunda cirugía en las plantas motrices, que ya no podrán llamarse simplemente el motor sino unidades propulsoras, que pasarán de ser un V8 de 2.4 litros a un minúsculo V6, pero solo de 1.600 centímetros, inflado con un solo turbocargador y apoyado por una enorme dosis de electricidad proveniente de baterías que se cargan por el calor de los frenos y los momentos en vacío del motor y por la energía excedente del turbocargador.

Salvo la nueva arquitectura del motor, pareciera que se tratara solamente de un cambio de cilindrada por el rendimiento mayor de una máquina de admisión forzada por el turbocompresor contra la atmosférica que se usaba.

Pero resulta que el motor 1.6, en su mejor expresión y rendimiento, apenas puede generar entre 550 y 580 caballos de potencia -y eso ya es una extravagancia-, debido a que su régimen de giro está limitado a 15.000 revoluciones y a que, por su desplazamiento, queda en el tope de sus posibilidades. La experiencia de los motores V8 aplica plenamente en la parte dinámica de las nuevas máquinas que giran más despacio (15.000 vs. 18.000 rpm).

Se diría desde afuera que, siendo la presión del turbocargador libre, la máquina podría precargarse indefinidamente para llegar a los 750 caballos que, como mínimo, entregaban los motores hasta el año pasado y que son la dosis necesaria para que los F1 sigan siendo los autos más rápidos y tecnológicos del mundo.

Pero hay una nueva, grande e inteligente limitante. No se podrán llevar más de 100 kilos de gasolina a bordo, contra 135 del año anterior, y el débito de combustible a los inyectores no puede ser mayor de 100kilos por hora. Luego no se puede inyectar aire en cantidades ingentes con el turbo si no hay suficiente gasolina para aportarle a la combustión. Cien kilos de gasolina son aproximadamente 35 galones, y el año pasado llevaban 48.

Segunda complicación: con solo el rendimiento del motor térmico, 550 caballos en promedio, la velocidad de los carros es muy baja con respecto a los anteriores y los tiempos de vuelta se van a cifras penosas tratándose de la F1, que es el sumo de la velocidad y la tecnología. Porconsiguiente, para obtener la decente suma final de kilovatios (la palabra caballos va a desaparecer) se necesita un aporte de electricidad que pase de 60 kW del 2013 a 120, utilizables cuantas veces se quiera por vuelta.

Generar y entregar energía es una complicación enorme por la capacidad de reacción inmediata que se necesita en las baterías, al recibir carga y pasarla al motor o al turbo, lo cual implica, además, el diseño de unos acumuladores muy complejos, pequeños y livianos, para evacuar una enorme fantástica dosis de calor que se produce en el proceso. Recuerden que el nuevo avión Boeing 787 estuvo en tierra muchos meses por problemas de recalentamiento de sus baterías de Ion Litio.

Por consiguiente, el manejo de la refrigeración se complicó mucho pues, además del agua para el motor, hay que tener el 'intercooler' para enfriar el aire de admisión y los refrigeradores de las baterías. Como se sabe, cada radiador colocado en los ductos laterales de la carrocería genera resistencia al avance, por eso es necesario hacerlos muy pequeños sin que pierdan efectos térmicos. Se dice que Ferrari inventó un nuevo tipo de intercambiadores de calor, por eso los ductos y pasos laterales del aire del nuevo carro F14T son muy pequeños y frenan menos el avance.

En suma, estos son apenas los detalles de la parte motriz y de la complejidad técnica que hay debajo de cada auto de estos, a tal punto que Renault, el genio de losmotores y el equipo modelo, Red Bull, solo pudieron dar 42 vueltas en las primeras pruebas en la pista de Jerez, atribulados por problemas técnicos de sistemas y refrigeración, a tal punto que se impone un rediseño del auto.

Comportamiento del motor en la competencia

En esa primera toma de contacto con la realidad, los F1 2014 fueron casi ocho segundos más lentos que el récord de la pista, y los Mercedes y Ferrari mostraron tener el paquete más fluido y consistente, seguidos por Force India y Williams. Los equipos motorizados por Renault, Red Bull, Toro Rosso y Caterham pasaron muchos trabajos y lograron pocos kilómetros.

Calendario del 2014

Naturalmente, de hoy al 16 de marzo, cuando empiece el campeonato, muchas cosas van a cambiar y mejorar, lo cual se vio en la segunda sesión de ensayos en Dubái que se cumplía mientras esta revista estaba en imprenta. Pero su primer día fue igual de calamitoso para Renault, y en los motores Mercedes afloraron problemas, mientras que los Ferrari parecen andar con menos traumatismos. Esto, a un mes de empezar el campeonato, indica que el nuevo reglamento barajó de verdad todas las cartas, que los infalibles de la ingeniería de los propulsores han cometido errores profundos, que los diseñadores de los carros se han equivocado en la disposición de los elementos y que los pilotos no saben en dónde están parados ni para dónde van sus posibilidades.

La primera carrera va a ser probablemente una procesión, pero de varados.

Por: José Clopatofsky Londoño

La gasolina no alcanza

El año pasado, si el Kers o aparato de aporte de energía eléctrica al motor se dañaba, significaba una diferencia de tres a cuatro décimas de segundo por vuelta; algo manejable. Eran 60 kilovatios usables durante 6,6 segundos por vuelta.

Si ahora falla la energía eléctrica, el carro se cae 10 o más segundos, por lo cual sale de concurso ya que se trata de un aporte de 120 kilovatios de manera permanente si las baterías logran acumular la corriente suficiente.

Con 35 por ciento menos de gasolina a bordo, el combustible no alcanza para toda la carrera y es obligatorio el complemento eléctrico permanente para poder llegar a la meta en ritmo de punta.

Las tres energías

Los F1 de 2014 utilizan tres fuentes de energía para mover el propulsor final. Sus nombres son MGU-K, MGU-H y la genérica TM.

Eso significa:
MGU-K: Quiere decir Motor Generator Unit Kinetic, o sea que se surte de energía recuperada del movimiento del carro y concretamente del calor de los frenos. Esta se guarda en la batería y se entrega directamente en el volante del motor. Equivale al KERS (Kinetic Engine Recovery System) que se usaba el año pasado. Debe agregar por lo menos 120 kilovatios y su rotor gira a 50.000 revoluciones.

MGU-H: Motor Generator Unit Heat que se surte del calor y la rotación del turbocargador, que va a 100.000 revoluciones. Sirve para que cuando el piloto levanta el acelerador y el turbo tiene que bajar de revoluciones por la caída de velocidad de los gases de escape, eléctricamente lo mantiene en pleno régimen de rotación, de tal manera que cuando el piloto acelera no hay tiempo de espera o vacío de torque, conocido como 'turbo lag'.

TM: Termal Unit, o motor térmico convencional, V6 de 1.6 litros, 4 válvulas por cilindro, inyección directa (por primera vez), 1 turbocargador de presión libre (estimada en 45 a 50 libras) y colocado en el centro del motor. Revoluciones limitadas en 15.000. Máxima entrega de gasolina: 100 kilos por hora (35 galones en cifras redondas), que es la capacidad del tanque. Cada piloto tiene solo cinco motores para todo el campeonato. Dados estos parámetros, es improbable que los motores se usen a más de 12.000 revoluciones.

¿Los más feos de la historia?

El reglamento del 2014, que exige tener la punta o nariz del carro más baja lo mismo que la parte estructural por encima de los pies del piloto, ha generado unos diseños de trompas verdaderamente extraños y claramente horribles.

La razón para la regla es que la nariz levantada podía ser muy 'intrusiva' en el caso de un accidente con otro carro y servía de catapulta para levantarlo. Ahora, los ingenieros piensan lo mismo porque la trompa puede ser una pala, pero evidentemente está más lejos de golpear la cabina y al piloto de otro auto.

La solución para el diseño de la nariz ha sido diferente en todos los carros, que ahora tienen al menos una 'parrilla' o identidad ante el público. Ferrari y McLaren tienen una visión parecida del funcionamiento de la trompa, otros van por un solo pontón, y Lotus la abrió en dos, como lo hicieron en Williams en los tiempos de Montoya.

La razón del 'diseño' de las narices es buscar orientar el mejor flujo de aire hacia la parte baja del carro y luego a los radiadores y el alerón trasero, y suplir el acorte del alerón delantero que ahora parte del centro de apoyo de las llantas y deja que estas generen una turbulencia nociva y compleja de manejar al quedar tan descubiertas.

Las cajas, en el banquillo

Las cajas de velocidades son más robustas y tienen ahora ocho cambios en lugar de siete, pero las relaciones son fijas para todo el año y todos los carros. Quiere decir que en Mónaco, por ejemplo, usarán de primera a sexta o séptima, y en Monza se correrá entre segunda y octava. A la vez, esto quiere decir que con el motor controlado a 15.000 rpm, con la misma relación en el cambio más largo y las llantas de idéntico perímetro, la velocidad final queda limitada y será la misma para quienes la logren.

Con el aporte de los kilovatios de los motores eléctricos que son súbitos, y de la carga del turbo que será inmediata, el torque de los motores creció de manera importante y todo el sistema de propulsión se tuvo que reforzar.

La caja debe durar seis carreras y hay penalidades en la grilla de salida por cambios o reparaciones.

Los computadores piensan por los ingenieros Hace tiempos, los computadores generaban ayudas de manejo como controles de frenado y tracción que facilitaban el manejo de los carros.

Ahora el tema de los cerebros electrónicos es diferente pero muy complejo. Deberán calcular de manera permanente durante toda la carrera cómo gastar la gasolina, que es limitada y se debe economizar, y los momentos del aporte eléctrico.

El piloto podrá escoger varios 'mapas' preestablecidos, y se podrían ver una vuelta muy rápida y otra lenta en forma sucesiva si gasta toda la electricidad en un lance, o grandes sobrepasos, dependiendo de la estrategia programada en cada carro.

Es muy complicado de entender y de valorar pues la FIA no aprobó la sugerencia de dejar un bombillo visible con el cual el público pueda saber en qué momento está usando la electricidad, al menos para descifrar alguno de los escondidos detalles técnicos que definirán las carreras.

Así van a alinear

Red Bull / Red Bull RB10 / Renault 1. Sebastian Vettel 3. Daniel Ricciardo Mercedes / Mercedes W05 / Mercedes 6. Nico Rosberg 44. Lewis Hamilton Ferrari / Ferrari F14 T / Ferrari 7. Kimi Räikkönen 14. Fernando Alonso Lotus / Lotus E22 / Renault 8. Romain Grosjean13. Pastor Maldonado McLaren / McLaren MP4-29 / Mercedes 20. Kevin Magnussen 22. Jenson Button Force India / Force India VJM07 / Mercedes 11. Sergio Pérez 27. Nico Hulkenberg Sauber / Sauber C33 / Ferrari 21. Esteban Gutiérrez 99. Adrian Sutil Toro Rosso / Toro Rosso STR9 / Renault 25. Jean-Eric Vergne 26. Daniil Kvyat Williams / Williams FW36 / Mercedes 19. Felipe Massa 77. Valtteri Bottas Marussia / Marussia MR03 / Ferrari 17. Jules Bianchi Max Chilton Caterham / Caterham CT05 / Renault Kamui Kobayashi Marcus Ericsson.

Nuevos: Kevin Magnussen en remplazo de Sergio Pérez en McLaren, Daniil Kvyat por Daniel Ricciardo en Toro Rosso; Kamui Kobayashi y Marcus Ericsson, ambos en Caterham, sustituyendo a Guido Van der Garde y Charles Pic.

Cambiaron: Daniel Ricciardo de Toro Rosso a Red Bull; Pastor Maldonado de Williams a Lotus; Kimi Räikkönen de Lotus a Ferrari; Felipe Massa de Ferrari a Williams; Nico Hulkenberg de Lotus a Force India; Adrian Sutil de Force India a Sauber.

Se fueron: Mark Webber, Guido van der Garde, Charles Pic y Paul Di Resta.

Novedad: Los pilotos escogieron sus números y estos serán permanentes y personales mientras estén en la F1. El campeón del mundo sigue utilizando el número 1.

FRASE
Se acabaron los ductos laterales 'soplados' porque estaban usando los gases calientes de los exostos a cada lado del motor para generar flujo hacia el alerón trasero y más apoyo aerodinámico. Ahora los gases salen únicamente por un tubo central y alto después del turbo.

DATOS
Difícilmente en estas primeras carreras los F1 serán tan rápidos como los autos de años pasados. En los primeros ensayos fueron casi ocho segundos más lentos. ¿El cambio hacia las nuevas tecnologías lo justifican?

El sonido fabuloso de los motores V8 a 18000 revoluciones se acabó. Los nuevos V6 tienen una bonita emisión pero con solo 6 cilindros a 15.000 rpm; la música es menos fina y excitante. Además, el turbocargador se come gran parte de la orquesta.

Con 35 por ciento menos de gasolina a bordo, sin el aporte de la electricidad es imposible terminar carreras como la de Monza, donde hay alto consumo. Por consiguiente el uso de la electricidad es clave y muy complejo de administrar.

El alerón delantero destapó media llanta y esto genera mucha turbulencia que entorpece la llegadade aire a los radiadores y al alerón trasero. Otro problema a resolver para los ingenieros.

En 2013, si un carro perdía la asistencia eléctrica al motor o KERS, bajaba sus tiemposen dos o tres décimas de segundo por vuelta, y era tolerable. Ahora, sin la electricidad, no caminará ni siquiera como los autos de categorías inferiores.

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