Los frenos en las carreras: la definición de brutalidad

Los frenos en las carreras: la definición de brutalidad

En varios de nuestros artículos os hemos ido hablando sobre como un coche puede ser más rápido y de las soluciones que pueden adoptar los equipos para ello. Pero hay un factor muy importante en juego del que a veces nos olvidamos, y que puede marcar la diferencia en el resultado final. Así que en este artículo os hablaremos de justo lo contrario: los frenos y la capacidad de frenada.

Aunque cada categoría pueda tener características diferentes en ese aspecto, al final todo se puede resumir en frenar lo más rápido posible sin comprometer la integridad de nuestro sistema o de nuestro coche. Así que lo que se busca es capacidad de detención y durabilidad, pues no hay que olvidar que es una de las partes que más sufre en una carrera. Como ejemplo usaremos a la categoría reina, la Formula 1.

Las temperaturas que se alcancan en los frenos son brutales, por eso se ponen al rojo vivo.

Solo para hacerse una idea, un F1 actual puede pasar de 100 km/h a 0 km/h en unos 15 metros, que es más o menos la cuarta parte de lo que necesita un coche normal, y detenerse desde 300 km/h en menos de cuatro segundos, generando fuerzas de hasta 6 G. Los números son impresionantes y es gracias a que su sistema de frenado es extremadamente potente. Los discos de freno y las pastillas están construidos de “carbono-carbono”, un material basado en la famosa fibra de este elemento que destaca por su ligereza, resistencia a la temperatura y coeficiente de fricción.

La fuerzas a las que son sometidos los frenos de este tipo de coches son brutales y, en frenadas fuertes, los discos pueden alcanzar mas de 1200ºC para después enfriarse otra vez hasta los 400ºC en cuestión segundos. Es por eso que se buscan materiales de altísima resistencia y durabilidad. Los equipos, además, usan discos perforados con hasta más de mil canales de refrigeración para mejorar la circulación de aire a través del sistema de frenado y aligerar al máximo el conjunto para mejorar el reparto de pesos del monoplaza.

Los frenos actuales se refrigeran mediante las entradas de aire y pequeñas perforaciones en los mismos discos de freno.

Otras categorías, como las de resistencia, usan discos metálicos para su sistema de detención ya que en su caso prima la durabilidad y sencillez frente a unas frenadas menos radicales. De hecho en el WEC es frecuente ver equipos cambiando los frenos gastados en las paradas de boxes, y es por eso, que unos frenos más resistentes y sencillos reducen el tiempo en boxes, que ya sabemos que en las carreras largas suele ser un factor decisivo.

La mejor forma de darse cuenta de la brutalidad de los frenos en las grandes categorías del automovilismo es verlos en acción en carreras nocturnas como puede ser el GP de Bahréin o la siempre apasionante noche de las 24h de Le Mans, en la que los discos al rojo vivo iluminan la bestial frenada de la recta de Mulsanne. Otra de esas pequeñas cosas que hacen del automovilismo uno de los mayores espectáculos deportivos.

En las carreras de resistencia con horas de noche, los frenos son un auténtico espectáculo.

HANS, el gran legado del Dr. Hubbard

HANS, el gran legado del Dr. Hubbard

En las últimas décadas la seguridad ha sido uno de los principales campos de desarrollo en el mundo del automovilismo. Muchos de los avances introducidos a lo largo de los años fueron criticados duramente en el primer momento, como se ha visto recientemente con el polémico Halo. Se argumentaba que era antiestético, que molestaba y algunos siguen dudando de su eficacia. Pero lo cierto es que tras una temporada completa con este dispositivo montado en los coches, nuestros ojos ya se han acostumbrado a él, e incluso nos puede llamar la atención su ausencia al ver carreras de años anteriores.

Un piloto con el HANS sobre sus hombros.

Esta semana nos dejaba el Dr.Robert Hubbard, el inventor del HANS, ese dispositivo que tantas vidas ha salvado y tantas lesiones ha evitado. Y es que, aunque al principio pudiera parecer un artefacto innecesario, años después lo podemos ver en todas parrillas de este deporte. Un dispositivo sencillo, pequeño y sin grandes florituras técnicas que lleva manteniendo la cabeza de los pilotos hacia donde debe ir. Mirando hacia adelante, a la siguiente curva. Esa es su grandeza.

El HANS es esa pieza de fibra de carbono que se apoya en los hombros del piloto, por debajo del casco. Tiene un diseño similar al de una silla y, en cierto modo, la cabeza se sienta sobre ella. Consta de dos “costillas” que rodean el cuello y se apoyan sobre los hombros del que lo lleva. De esta forma las fuerzas se transmitirán a los hombros y el tronco, y no al cuello que es mucho más frágil. En la nuca, una estructura semivertical rígida hace de apoyo para dos correas de alta resistencia que se enganchan a cada lado del casco.

El casco se apoya sobre su parte trasera (1). Las correas (2) se sujetan al casco, mediante unos enganches específicos (3), y todo el conjunto descansa sobre los hombros del piloto.

Esta sencilla pero resistente estructura ayuda a que en caso de accidente, y por tanto de grandes fuerzas de desaceleración, la cabeza del piloto se mantenga alineada en la medida de lo posible con su cuerpo. Así pues, se evitan los peligrosos latigazos cervicales y las posibles lesiones de cabeza y cuello, que pueden llegar a producir la muerte en un accidente fuerte. La FIA decidió hacerlo obligatorio en F1 en el año 2003, aunque desde mediados de los noventa ya se utilizaba en campeonatos americanos, y fue en ese mismo año cuando Fernando Alonso comprobó su eficacia en un fuerte accidente en Interlagos, en el GP de Brasil.

Así que, tras años de uso e innumerables lesiones evitadas solo nos queda agradecer a su artífice que lo creara. Gracias Dr. Hubbard por hacer de nuestra pasión un poco más segura, y por hacer que nuestros ídolos se jueguen un poquito menos la vida en pista.

El Dr. Robert Hubbard con su gran invento, el HANS.

El tercer pedal de McLaren

El tercer pedal de McLaren

A finales de los años noventa, la F1 se encontraba en un momento de máxima igualdad y los grandes equipos peleaban por cada décima en pista con garras y dientes. En las fábricas, los ingenieros buscaban la forma de arañar algo de tiempo al cronómetro y, a menudo, las soluciones que proponían eran muy enrevesadas o extremadamente costosas, pero en el año 1997, unas piezas en el fondo de un camión hicieron destacar a McLaren por encima del resto.

La temporada iba a estar muy reñida y todos los equipos se dedicaban a probar sus coches y ver cómo se comportaban en pista. McLaren era por aquel entonces una de las escuderías a batir y para ese año tenía que seguir siéndolo. Aunque sus tiempos eran buenos, el coche tendía a subvirar a causa del tamaño de los neumáticos de la época así que, en un test en silverstone, a última hora de la tarde, los de Woking decidieron probar un sistema que llevaba meses al fondo de uno de sus camiones para minimizar ese subviraje. Lo montaron en el coche de Hakkinen, el finlandés salió a dar la últimas vueltas del día y en su primer intento rebajó el crono más de medio segundo.

Ferrari argumentó que costaría millones desarrollar un sistema como ese.

La idea fue de Steve Nichols, uno de los artífices del famoso MP4/4, y consistía en un segundo pedal de freno que actuaba tan solo sobre una de las ruedas traseras. Cuando el piloto entraba en una curva pisaba el pedal de freno convencional, frenando sobre las cuatro ruedas, y en medio de la curva aplicaba algo de presión sobre este tercer pedal, que frenaba la rueda de la parte interior trasera, y aceleraba progresivamente. De esta forma el par motor se dirigía a la rueda exterior, que no estaba frenada, y ayudaba al coche a girar. El sistema se montaba según el número de curvas hacia cada lado que tenía el circuito, ya que solo actuaba sobre un lado. Pero podía suponer una mejora de medio segundo por vuelta.

 

La famosa foto de Darren Heath que levantó la polémica.

 

El sistema se bautizó como “Brake Steering” y sólo se descubrió cuando el fotógrafo Darren Heath tomó una foto de uno de los McLaren con un disco de freno trasero al rojo vivo en una zona en la que debería estar acelerando. Eso levantó sus sospechas y decidió investigarlo. Semanas mas tarde logró hacer una foto del interior del cockpit de uno de los monoplazas ingleses, que había abandonado la carrera cerca de su posición, y descubrió ese misterioso tercer pedal. Hasta entonces el resto de equipos no sospechaba de nada, y debido a las quejas del resto de equipos, la FIA decidió prohibirlo tras la primera carrera de 1998, en la que los de Woking arrasaron con un sistema que les costó “apenas unos 50 dólares” y habían tenido guardado al fondo de un camión durante meses.

 

Este sistema permitió a McLaren volver a ganar carreras.

La fiesta empieza con el Rally Monte-Carlo

La fiesta empieza con el Rally Monte-Carlo

Llevamos ya unos meses de parón invernal y algunas de las grandes competiciones empiezan a despertar. Y como no puede ser de otra forma, el mundial de Rallies lo inaugurará una cita mítica donde las haya. Los estrechos tramos del Rally Monte-Carlo, aunque estén situados todos en Francia, darán el pistoletazo de salida al mundial de 2019, en el que Sébastien Ogier intentará defender el titulo ante las embestidas de Ott Tänak y Thierry Neuville, entre otros, a los que se sumará la vuelta de uno de los grandes. Loeb vuelve, y vuelve para pelear.

Carlos Sainz, en 1999, negociando una de las muchas horquillas presentes en esta cita.

Monte-Carlo es un habitual en el mundo de los Rallies y, desde que se creó el mundial en 1973, ha sido la cita inaugural del campeonato. Exceptuando 1974, en el que se canceló la prueba, y el período de 2009 a 2011 en el que puntuó para el IRC (Intercontinental Rally Challenge) y no para el WRC. En 1983, los mecánicos de Lancia se dedicaron a tirar sal en los tramos con hielo para ayudar a su 037 de tracción trasera a luchar contra los poderosos Audi S1 Quattro, como os explicamos en David contra Goliat “, y no es la única anécdota que nos ha regalado esta prueba a lo largo de los años.

Pero quizás una de las más bonitas historias que se cuentan, sea la del tramo del Col de Turini, en Francia. Hasta que la FIA lo prohibió en los noventa, este tramo se corría de noche, lo que lo convertía en uno de los más conocidos por los aficionados. Los que acudían a verlo se arremolinaban alrededor de centenares de hogueras, que ayudaban a superar la fría noche de finales de Enero. Así que todo el tramo quedaba sembrado de pequeños fuegos que seguían la infinidad de horquillas, en las que se acumulaban la mayor parte del público asistente, dibujando en la montaña una especie de gran árbol de navidad.

La luz artificial ha sustituido a las hogueras en los tramos nocturnos.

Además, en el punto más alto de “le Col” solían acudir en manada y por proximidad, aficionados franceses e italianos que se repartían a cada lado de la carretera. Franceses a un lado, italianos al otro. En esa parte solía haber nieve, pero cuando no había, o los aficionados creían que no era suficiente, los allí congregados se dedicaban a echar más sobre la carretera para más espectáculo. Los pilotos lo sabían y se lo esperaban, era tradición y no gamberrada. Además, siguiendo la batalla que había entre los fabricantes de ambas nacionalidades en la pista, las hinchadas solían enfrascarse en guerras de nieve, lanzándose bolas mientras los Alpine, Peugeot y Lancia coronaban Turini ante sus más leales aficionados.

Era una gran fiesta, un patio de juegos sólo interrumpido por el bramido de esas bestias que surcaban los tramos en busca del mejor crono. Este fin de semana volverá el ruido y el olor a gasolina a esas curvas, arrancará el mundial 2019 y empezará un campeonato que nos traerá emoción durante meses. Con el paso de los años ha cambiado, pero la fiesta del automovilismo vuelve a empezar.

 

Los pilotos deberán lidiar con la nieve en algunos tramos.

El Efecto Coanda y la magia de las curvas

El Efecto Coanda y la magia de las curvas

En los coches de competición actuales, las leyes de la física son puestas a prueba para ser cada vez más rápidos. Ya os hemos hablado en artículos anteriores, como “Alerones para 2019: Qué es el “outwash” y por qué no acaba de gustarnos” y “El truco está en el fondo“, sobre la aerodinámica para hacerla un poco más accesible. Y hoy os hablaremos sobre uno de los fenómenos que hace todo esto posible: el efecto Coanda.

Tomaremos como ejemplo los F1 actuales. Todo su diseño incluyendo alas, fondo plano, difusor, aletines y, en general, cualquier parte de la carrocería forma parte de un conjunto que sólo funciona cuando todas las piezas lo hacen. Si nos fijamos en la carrocería de uno de estos coches nos daremos cuenta de que es muy difícil encontrar un superficie plana o angular, y de que su perfil tiende a dibujar sutiles curvas. Pues bien, cada una de esas curvas ha sido diseñada para mejorar el rendimiento al máximo.

La carrocería de un Formula 1 dibuja curvas sutiles, todas ellas estudiadas y probadas.

Todas esas curvas están pensadas para favorecer a un fenómeno que se explica gracias, otra vez, a la ecuación de Bernoulli, que ya os explicamos anteriormente. Esta dice, básicamente, que un fluido disminuirá su presión a medida que se acelere. Debido a eso, ante un flujo de aire constante, la parte del fluido que esté en contacto con una superficie lisa y paralela a este tendrá tendencia a pegarse a ese plano, porque ganará velocidad y por tanto perderá algo de presión. Si curvamos ligeramente esta superficie, podremos incluso dirigir el aire a nuestro antojo para que incida, por ejemplo, en un alerón. Este fenómeno es conocido como efecto Coanda.

Las curvas en la carrocería también predominan en otras categorías.

Si vemos un monoplaza desde arriba notaremos que, desde sus pontones laterales hasta la parte del escape, este describe una forma parecida a una gota de agua, que sería la forma ideal para favorecer este efecto sin generar demasiado “drag”. Cuando el aire choca contra nuestro coche, se genera un flujo turbulento por la incidencia del alerón delantero. Este está pensado para “apartar” el aire y así minimizar el efecto que puedan tener las ruedas, llevando una parte hacia abajo para que el fondo plano cumpla con su cometido. Después de esto, el aire es recogido con aletines situados más atrás, para que vuelva a fluir sobre nuestra carrocería y poder redirigirlo mediante ligeras curvas a donde pueda ser útil para pegar el coche al suelo.

El efecto Coanda explica porqué la forma de los coches parece que fluya hacia la parte posterior: porque igual que estas formas el aire se moverá de una forma controlada para producir esa magia invisible, que es la aerodinámica, y que puede suponer la diferencia entre encontrar un impedimento y conseguir una ventaja. Y todo eso gracias a la magia de las curvas.

El coche se va estrechando hacia el escape para redirigir el aire a su parte trasera.