La dieta de las carreras

La dieta de las carreras

En el mundo del automovilismo no solo se necesita potencia y aerodinámica para que un coche sea competitivo. En comparación, hay coches de calle mucho más potentes que los de carreras. Algunos superdeportivos, incluso coquetean con sistemas de aerodinámica activa que les otorgan grandes cifras de carga, pero aún así en los circuito no son rival para un coche de competición. Y eso es, entre otros factores, debido al peso.

En los modelos de calle, encontramos unos cómodos asientos, climatizador, radio y un sinfín de sistemas que hacen de nuestro coche un lugar en el que se está bastante a gusto. Pero en competición, no se trata de estar cómodo en un asiento de cuero, sino de ser rápido. Y para ser rápido hay que ser ligero, así que todas esas comodidades y lujos no son más que peso añadido que lastrará nuestro rendimiento.

Cuando uno sube a un coche de carreras, sea de la categoría que sea, lo primero que llama la atención es la sensación de “batalla” que desprende el habitáculo. Todo está pensado para luchar y solo está lo necesario. Lo que no sea esencial, fuera. Quizás la mayor comodidad de la que disfruten los pilotos sea el aire acondicionado, obligatorio en algunas categorías. Y una pequeña cantidad de bebida, a menudo demasiado caliente por las temperaturas a las que se llega en los habitáculos. ¿Y porqué reducir tanto el peso si suele haber una masa mínima reglamentaria a la que se debe llegar? Por que un coche más ligero significa mayor libertad en el reparto de masas.

Los equipos usan lastres de diferentes pesos para equilibrar el coche y llegar a la masa mínima. Pieza cedida por el equipo High Class Racing.  © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

La forma en la que está repartida la masa en un cuerpo es importante, ya que define el centro de gravedad de este. Y un centro de gravedad más cerca del suelo se traduce en mayor estabilidad. Sobre esa premisa, los ingenieros trabajan para aligerar al máximo el peso del vehículo. Empleando materiales muy resistentes y ligeros, como aluminio, kevlar o la fibra de carbono, se intenta reducir al máximo la tara del coche para dejarla muy por debajo del peso mínimo.

Hacer un coche tan ligero permite tener un buen margen hasta el mínimo reglamentario, y este restante se añadirá en forma de lastres cuidadosamente repartidos por todo el chasis para mejorar su centro de gravedad, y por lo tanto, su estabilidad. Como ejemplo, tener 1 kg a 50 cm del suelo, hará que el coche bascule mucho más que si está a 10 cm del suelo, donde afectará mucho menos al comportamiento del coche en curva.

Las piezas de lastre usan materiales como el Tungsteno/Wolframio para que tengan un gran peso en poco volumen. © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

En algunos certámenes, como el Campeonato del Mundo de Resistencia, el peso del vehículo se tiene en cuenta en el llamado “Balance of Performance”  (balance de prestaciones, en castellano), más conocido como BoP. Así se puede lastrar más o menos un coche, por parte de la organización, para igualar la competición entre vehículos de diferentes fabricantes. Unos pocos kilogramos de más harán un coche algo más lento, pero además supondrán un mayor gasto de gasolina, y en resistencia, la estrategia define al vencedor. Así que una parada más o menos para repostar, puede marcar la carrera.

Al final, un mayor peso se traduce en mayores fuerzas requeridas para acelerar, frenar o cambiar la dirección de un cuerpo. Así que un coche más ligero, aunque sea un poco menos potente, es en teoría una mejor opción para un mayor rendimiento en carrera. Por esa razón, los coches de carreras son sometidos a tan duras dietas, porque menos en la báscula significa más en la pista.

Los equipos miden hasta el gramo el peso del coche. En la imagen, lastres de 5 y 10 gramos. © Irene López Castillo

 

Agradecer a Miguel Nieto y a High Class Racing dejarnos usar uno de sus lastres para ilustrar este artículo.

Foto de portada: © Sergi Merino Navarro (elacelerador.com)

Un día de verificaciones técnicas en RallyCross

Un día de verificaciones técnicas en RallyCross

Las verificaciones técnicas son uno de los aspectos clave de un fin de semana de carreras. No suelen aparecer por televisión, y en general los medios informamos poco o nada de ellas, salvo cuando se produce una situación anómala para un participante. De hecho, es un proceso bastante monótono que no aporta nada de emoción, salvo que alguien tenga un especial interés en ello. Sea Fórmula 1, Resistencia o RallyCross, como es nuestro caso.

Estas verificaciones se realizan antes de comenzar la acción en pista. El objetivo es comprobar, o verificar, que los coches que van a tomar parte en la prueba cumplen con todos y cada uno de los requisitos técnicos que indica el reglamento. En caso de aprobar este examen, pueden competir; mientras que en caso contrario, el que inscribe el coche será el responsable de modificar lo que sea necesario para que pueda superar el escrutinio, y así, convertirse en un vehículo legal.

Los coches entran en unos garajes habilitados a tal efecto, que en el caso del RallyCross, cuando compiten en circuitos que no son específicos de la especialidad, como no se utilizan los boxes, pues los coches duermen y son puestos a punto en las carpas que cada equipo monta en el paddock, no hay problema alguno de espacio y se utilizan varios a lo largo del Pit Lane. Cuando lo hacen en los circuitos propiamente dichos de RallyCross, o bien existe un garaje preparado o se monta una carpa con todo lo necesario.

Báscula que se utiliza para comprobar que la masa de los coches cumple con el rango establecido por el reglamento. © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

En cualquiera de los casos, allí de encuentran los comisarios técnicos. Ellos son los encargados de revisar cada parte del chasis, motor, suspensiones, … En definitiva, de todos y cada uno de los componentes susceptibles de poder incumplir la normativa. Con pequeñas linternas revisan hasta los más recónditos huecos.

A continuación, una vez superado este primer examen, los Supercars del Campeonato del Mundo de RallyCross se dirigen a una carpa colocada en medio de la calle de boxes. Allí les espera un señor con un curioso aparato que en otras categorías se utiliza para otros menesteres. Un sonómetro para indicar si el volumen de sonido que emite el motor del coche entra dentro de lo que dictan las normas. Incluso esto está regulado. Para ello, el piloto o un mecánico del equipo, acelera el coche hasta que el federativo considera que ha tomado la medida correcta. Superado este trámite, el coche es legal y puede correr.

El sonómetro midiendo el “ruido” del motor del coche de Anton Marklund. © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

Pero además, hay otro aspecto que podría tirar por tierra una verificación técnica favorable. También existen las verificaciones administrativas. En ellas, se examina que toda la documentación que permite que un coche, un piloto, o un equipo entero, esté en regla. Si por un supuesto, el responsable de un coche presentara esta documentación con algún error, aunque superara las verificaciones técnicas, lo más seguro es que los comisarios no le dieran el visto bueno para disputar la prueba.

Estas pruebas, aunque pueda parecer que los examinadores se las toman como si fueran pura rutina de tantas veces que lo han hecho, no son para nada una broma. Son sumamente estrictas y quienes las realizan son auténticos profesionales en detectar cualquier atisbo de trampa. No es fácil burlar estos controles, y aunque se han dado casos, finalmente los tramposos han terminado cayendo bajo las fauces de estos hombres de la ley automovilística.

Los comisarios inspeccionan uno de los coches participantes del Campeonato de Europa de RallyCross. © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

Cada categoría tiene sus propios procesos de verificación, pero por lo general, se examina que el coche cumpla con el peso mínimo y las medidas establecidas por el reglamento. También que equipe una motorización acorde a la normativa. En definitiva, que el coche sea tal y como dice el libro. No valen las medias tintas, y aunque las verificaciones iniciales puedan permitir competir, si se produce la trampa tras superarlas, un coche puede ser descalificado a posteriori, pues también se hacen verificaciones a lo largo del fin de semana. Cada campeonato establece la frecuencia de estas y el formato de las mismas.

En definitiva, que lo que parece que es algo que no tiene la más mínima importancia para el público en general, es algo sumamente necesario e importante en el día a día de la gente que se dedica a esto de las carreras. Una rutina que hay que cumplir en cada circuito al que se va, o competición en la que uno quiera participar. Y no sólo con el coche, porque también se verifican los monos, los guantes y toda la ropa del piloto. Y el casco, por supuesto. Nada se deja al azar. Todo para que la competición se desarrolle con todas las garantías de deportividad, legalidad y seguridad.

El Renault Clio de Guillaume de Ridder bajo la carpa, en pleno proceso de verificación. © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

Foto de portada: © Pablo López Castillo (elacelerador.com)

Diez años de electricidad en Formula 1

Diez años de electricidad en Formula 1

La temporada 2019 de Formula 1 ya ha empezado y será el décimo aniversario de la introducción de la energía eléctrica en la categoría. Aunque su aparición fue un poco accidentada al principio, más tarde ha supuesto una auténtica revolución para el rendimiento de los monoplazas de la categoría reina. Lo que al principio era solo un sistema para facilitar los adelantamientos, se ha convertido en una parte esencial del sistema de propulsión que aporta alrededor del 15% de la potencia de la que disponen los pilotos.

En 2009, la FIA introdujo un sistema que debía ayudar a adelantar, además de reducir costes y consumo. La solución era un dispositivo de frenada regenerativa que almacenaría energía eléctrica y permitiría al piloto poder liberarla a su antojo para disponer de un plus de potencia durante un tiempo limitado. La idea era buena, pero esa temporada hubo muchas quejas por parte de los equipos, que alegaban que habían tenido muy poco tiempo de desarrollo, que su implementación era muy costosa y que podría ser peligroso en una fase tan inicial, esto último fruto de que un mecánico de BMW resultara herido por una descarga eléctrica de un coche con este sistema.

Ciclo de energía del KERS.

El KERS, que así se llama, acumula parte de la energía que se disipa en una frenada y la almacena en un banco de baterías para que el piloto pueda usarla para ganar algo de potencia cuando lo necesite. En total este sistema podía acumular, en ese momento y limitado por reglamento, hasta 400 KJ por vuelta que se traducían en unos 80cv de potencia durante algo más de 6 segundos a lo largo de cada vuelta. No era algo que realmente marcara la diferencia, así que algunos equipos decidían montarlo o no según el circuito para ahorrarse el peso del sistema en citas como Mónaco o Singapur, donde la estabilidad del coche es más importante que la velocidad que aportaba.

El piloto disponía de la energía del KERS con sólo apretar un botón en su volante.

Para la primera temporada con esta nueva medida, solo cuatro equipos disponían de la tecnología desde el comienzo de la temporada, y la polémica envolvió el uso del sistema eléctrico. Así que tras la presiones del resto de equipos se acordó que durante la temporada 2010 no se usaría para así introducirlo totalmente en 2011 en todos los equipos. El KERS en sí no era una revolución a nivel tecnológico, pero sí fue un primer contacto con la energía eléctrica como asistencia a los motores. Y eso sentó las bases para la hibridación que vendría en 2014, y eso sí cambió las reglas del juego.

Ese año cambió el reglamento y los vetustos motores V8 atmosféricos dejaron paso a los V6 Turbo-híbridos. Los motores actuales tienen menos cilindrada y son menos potentes en cuanto a su fase de combustión interna, pero el regreso del turbo y el uso de un sistema híbrido los convierten en unidades de potencia muy avanzadas y eficientes que rondan los 1000cv.

Los motores ahora se llaman unidades de potencia por que constan de cuatro grandes partes que forman un conjunto. Una de ellas es el motor de combustión interna o ICE, por sus siglas en inglés. Es un V6 de 1600 cc que rinde entre 800 y 900 cv, si bien son aproximaciones porque los motoristas jamás han revelado cifras oficiales de rendimiento en ese aspecto. Al motor convencional se unen dos generadores eléctricos: el MGU-K y el MGU-H. El primero (MGU-K) es básicamente el antiguo KERS en una versión mejorada y tiene, a grandes rasgos, el mismo funcionamiento.

El MGU-K sigue siendo esencialmente un KERS, pero el MGU-H va acoplado al turbo para aprovechar los gases calientes de escape.

La verdadera innovación está en el MGU-H, que aprovecha la energía de los gases de escape que hacen girar el Turbo. Este sistema recoge la energía que desprenden los gases calientes que salen del motor para generar energía eléctrica, en lugar de que esta se pierda en forma de calor. Toda esta electricidad se almacena en unas baterías diez veces más potentes que las usadas hasta 2013, que permiten una carga de hasta 4 MJ.

La parte eléctrica aporta ahora 160cv que ayudarán al motor durante unos 33 segundos cada vuelta para que los aficionados disfruten de los motores más complejos de la historia, que superan ya un 50% de rendimiento energético frente al 30% aproximado de los motores de combustión convencionales. Suenan menos, sí. Pero disfrutamos de los coches más rápidos de la historia de este deporte, gracias a estos 10 años de matrimonio con la energía eléctrica.

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.

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.

 

El Dakar más abierto: Buggy vs 4×4

El Dakar más abierto: Buggy vs 4×4

El Dakar de este año se presenta movidito, sobretodo en lo que a coches se refiere, y es que hay dos gallos en el mismo gallinero que van a pelear hasta el final por hacerse con la victoria. Hablamos de los Buggy contra los 4×4 tradicionales.

Hace ya unos años que se creó un reglamento para dar cabida a unos coches más ligeros, sin tracción total y de motor central. Los llamados “buggy” se benefician de estas características para ser más rápidos en algunos tramos del Rally-Raid más famoso del mundo, pero hasta hace poco, no tenían mucho que decir ante los polivalentes todoterrenos 4×4, que dominaban esta competición sin demasiada oposición de los menos manejables 4×2, recién aparecidos. Hasta que llegó Peugeot Sport y reinterpretó el reglamento, a priori creado para equipos privados, para sacarse de la manga un Buggy que no solo era capaz de plantar cara a los 4×4, sino que además acabó dando su segundo Dakar a Carlos Sainz.

Los buggy llevan una configuración más radical en cuanto a recorrido de la suspensión y tamaño de los neumáticos.

La mayor diferencia entre estos dos grupos de coches es su tren motriz. En los todoterrenos tradicionales el piloto dispone de tracción a las cuatro ruedas, lo que le da una ventaja en situaciones de baja adherencia frente a las dos ruedas motrices de los buggies, pero a cambio el piloto de este útlimo tiene la capacidad de hinchar y deshinchar las ruedas a su gusto desde la cabina. Variar la presión de las ruedas es un recurso valioso en zonas de arena y dunas, ya que al reducir la presión del neumático se aumenta la superficie de contacto y se puede ganar tracción en un terreno tan traicionero como es el desierto. Sin embargo, en los 4×4 esto se deberá hacer de forma manual bajándose del coche, lo que representa una importante pérdida de tiempo.

Los 4×4 serán más estables en pista gracias a su tracción integral.

Las diferencias entre ellos también afectan a otras características del coche, como la suspensión y los neumáticos, así que son dos conceptos diferentes que van a luchar por la misma meta. Ambos reciben la homologación T1 de la FIA, y están construidos sobre un chasis tubular y con carrocerías de fibra de carbono. En los todoterrenos, el motor debe estar situado en la parte delantera del coche y el depósito de combustible en la parte trasera de la jaula de seguridad, mientras que en los buggies, el depósito está situado bajo los asientos y el motor en una posición central-trasera. Los 4×4 serán más pesados, con un recorrido de la suspensión más corto y ruedas más pequeñas, lo que significa que el piloto saldrá más castigado de zonas bacheadas. Pero su coche será más rápido en pistas, debido a que los pilotos de los buggies deberán lidiar con los derrapes que pueda ocasionar la disposición de su motor y su tracción trasera.

Dos coches muy diferentes para intentar domar una de las carreras más duras del mundo. En una prueba como el Dakar, cualquiera de ellos puede salir vencedor y estamos seguros de que la suerte tendrá un papel importante con tantos factores como hay en juego. Así que agárrense porque la batalla ya ha comenzado.