Modernizacion de los circuitos

En un tiempo que ya parece muy lejano, la fórmula uno parecía ser una gran Aventura, por un tiempo fue una de crueldad, donde perecieron muchos de los héroes, los cambios fueron inevitables y de ahí surgieron una nueva generación de pistas que traían consigo una nueva demanda técnica, los cambios se siguieron produciendo y a veces momentos duros dieron propulsión a cambios un poco extremistas que en ese momento no resolvían nada pero parecían lógicos, ya en el recuerdo quedaron Nurburgring, Osterreichring, circuitos que ponían un brillo de ilusión no solo en los ojos del público pero también de los pilotos.

La era moderna trajo muchas cosas buenas y también la política, que trajo consigo de la mano las decisiones basadas muchas veces más en dinero que sentido común, algunos de los clásicos se vieron modificados y no siempre para lo mejor, Hockenheim, es un claro ejemplo, no hace mucho tiempo, el circo de la fórmula 1 arribaba a Alemania para hacer frente a un reto técnico y de manejo que se podría decir no tenía igual en el calendario salvo alguna similitud con Monza, pero en sí, Hockenheim era un reto bastante único, a fondo atravesando el bosque, a pesar de todo el circuito ya había sido modificado, unas pocas chicanas que interrumpían ese rugir de los motores al máximo y luego la entrada al estadio donde las demandas eran bastantes distintas al resto del circuito, este circuito ponía énfasis en los motores y buscar un balance en lo aerodinámico que apenas les permitiera estar en la pista con dos zonas tan distintas como el bosque y el estadio, era una carrera que premiaba los riesgos en el setup, ante todo, era una carrera que era totalmente distinta al resto.

Por supuesto que esto no podía continuar, funcionaba demasiado bien por momentos y aquellos en control de la situación le forzaron a modernizarse, adaptación a los tiempos es una cosa, destrozar la actitud de un circuito, es algo totalmente distinta y podrían haberse explorado otras opciones en vez de darle el cambio dado, uno que probo ser poco popular con pilotos, equipos y público, el circuito perdió su aura en ese cambio y desde ahí todo fue a peor en la situación financiera del mismo.

Al parecer, en tiempos recientes, los cambios o modificaciones e incluso nuevas construcciones, parecen ir por un solo camino y es de hacerlos parecer a todos casi iguales, muy pocos de los circuitos en el campeonato presentan un carácter definido o se separan del resto, un sistema complejo artificial con más curvas de lo necesario y dejando poco espacio para ser creativo al piloto, ahora ocupando enormes áreas, con enormes zonas de escape donde el piloto muchas veces trata de hacer algo porque simplemente sabe que si falla, hay espacio de sobra que generalmente ni siquiera le maltratara las gomas, cuando uno los compara con adelantamientos o maniobras en circuitos como Spa o Suzuka, donde el margen es menor, pero el piloto trabaja en su adelantamiento, los calcula, los planea, los piensa, porque sabe que puede perder mucho.

El deporte en general mejoro en seguridad, se agradece todo lo que se hace para evitar lesiones a los pilotos o el personal de pista, pero no es necesario que todos los circuitos se parezcan, cada uno debería de dar un reto especifico, poner a los equipos a buscar soluciones y no llegar ya casi sabiendo que les espera y donde van a terminar, incluso para los pilotos, debe de existir esa motivación de saber que cada circuito les dará una nueva oportunidad, que cada sitio es distinto.

Hace varios años que la f1, este donde este, se encuentra con paquetes, FOM se encarga de eso, de transportar, que cuando los equipos llegan se encuentren con las reservas en un determinado radio, un cierto número de coches rentados, que todo llegue a su destino en un tiempo, que la publicidad sea consistente y reciba la misma cantidad de minutos que los coches, es decir que hasta los directores de tv reciben unas reglas, el tipo de ángulos y largo de los mismos para que mantengan ciertas publicidades en la mira por un determinado tiempo, con tanta precisión y medidas para que todo sea consistente y que todos se encuentren con casi exactamente lo mismo sea al lugar que sea, no es de extrañarse que los equipos a veces piensen que están siempre en un mismo sitio, porque los circuitos no parecen cambiar mucho.

Análisis de Neumáticos

Para muchos, la única manera fiable de saber que tan bien funcionan los neumáticos, es en pista, girar sobre ella y controlar sus temperaturas en el medio en el que serán empleadas, en carrera o clasificación es un poco más difícil, pero generalmente los equipos mantienen una serie de sensores que controlan la temperatura, presión y así pueden predecir ciertos comportamientos que ayudan en controlar la situación en pista.

Los neumáticos son un componente vital en el rendimiento del coche, en muchos casos es capaz de dar mejores ventajas que la aerodinámica, un aumento de 8 a 10% con mínimos en penalización de drag, pueden dar una ganancia de 0.3s contra el reloj, pero si ese porcentaje se puede traducir al neumático, entonces se está hablando de una ventaja que podría llegar hasta los 2 segundos.

Los equipo emplean un grupo de ingenieros que se encargan de controlar  no solo la parte física de lo que pasa en cada neumático, sino que lo que sucede en lo termal y químico, manteniendo una cierta vigilancia en el comportamiento termo mecánico de los neumáticos, en ese aspecto se vigilan las temperaturas en la superficie y por debajo de la carcasa, los neumáticos están expuestos a grandes fuerzas y esto debe de tenerse en cuenta en la construcción y los equipos deben de saber cómo hacer funcionar los neumáticos para sacarles así, el máximo provecho posible.

La carcasa es construida con goma, en parte natural con otra parte artificial, varios otros componentes como sulfuros, carbón, Kevlar forma otra parte integral, con fibras en dirección radial y circunferencial, estas son una parte fundamental en cuanto el neumático es expuesto a fuerzas de freno y aceleración, controlando la expansión y contracción a la vez que actúan como parte de la suspensión del coche o de su movimiento.

Cuando se refiere a los neumáticos, los ingenieros les consideran una parte importante de la suspensión, como estos trabajan en conjunto con la parte mecánica de la suspensión del coche es una parte muy importante, el objetivo de todo este control y análisis, es mantener a los neumáticos en o cerca de sus mejores temperaturas operativas.

Generalmente todo comienza con un análisis base de las superficies de todas las pistas que se visitaran, los equipos forman una base de data, la cual se actualiza cada vez que hay cambios sobre el asfalto, este primer procedimiento da una visión más detallada de las características del asfalto y cómo será la adhesión que produce, esta data es muy importante porque los equipos por un complejo sistema de cálculos y simulaciones pueden predecir una adherencia determinada de cada zona del circuito, nunca será exacta pero será muy importante en establecer el reglaje base del coche antes de llegar al circuito, estos cálculos también les dan una idea básica del área de contacto en ese circuito y como será deformado en ciertas condiciones, aquí entran cálculos de que tan bien el compuesto se espera que se amolde a la superficie y que tipo de agarre pueda ejercer sobre ese determinado asfalto, por más que todos parezcan iguales, la manera en la que es puesto, el tiempo que lleve y hasta la maquinaria que se usa, dictan ciertos tipos de características que pueden tener una influencia importante sobre los neumáticos y como estos se desgastan al rodar sobre ellos.

El fabricante de los neumáticos hace su parte del trabajo en un nivel mucho más químico, los resultados son luego compartidos con los equipos quienes analizan estos resultados desde donde pueden ver las propiedades de las paredes del neumático, en que temperaturas trabajan mejor, en cuales su flexibilidad se pierde o mejora y como los compuestos responden a las cargas y temperaturas, los resultados de test termo mecánicos por ejemplo, ayudan a comprender los efectos del Camber, Toe y las presiones, generalmente los fabricantes mantienen un número de pruebas durante la temporada y la data que se consigue, se va actualizando, los equipos reciben resultados e información que les pueda ser útil pero aun así, porque los neumáticos están en constante evolución, las condiciones de pista cambian continuamente, se hace muy difícil comprender exactamente que sucede en todo momento, conclusiones básicas siempre son conseguidas, pero soluciones son difíciles de encontrar.

Básicamente los neumáticos  trabajan en dos niveles, uno mecánico y otro químico, el mecánico está relacionado a cómo trabaja sobre las imperfecciones de la superficie de la pista controlado desde la suspensión, aquí entra en juego un elemento de compresión que actúa sobre la elasticidad del neumático generando el agarre, la parte química esta mas relacionada a la interacción con la pista en un nivel más molecular, durante las distintas fases, sean curvas, rectas, frenar o acelerar, los neumáticos reaccionan o absorben las distintas cargas que cada acción impone sobre ellos, durante esos procesos, genera calor que hace que los neumáticos entren o no, en sus ventanas operativas, es el balance entre ese  nivel mecánico y químico que determinan las características en las que el neumático mejor trabaja, el trabajo del piloto es hacer que esos neumáticos entren en su ventana operativa y se mantengan en ella por el mayor tiempo posible o el que su estrategia dicta, pero para que estas condiciones se den, hay que tener en cuenta muchas variables que van desde el peso del coche, la distribución del mismo, el movimiento dinámico hasta el estilo de manejo del piloto, no sin perder de vista la temperatura de la pista y el tipo de circuito, es imposible poder controlar todo, para algunos pilotos es muy sencillo abusar y para otros puede ser más fácil controlarlas, dentro de esas ecuaciones entran muchas otras cosas.

Los programas que estudian los neumáticos son sumamente complejos y  los resultados no siempre muy claros, los fabricantes tratan de ayudar en lo posible, pero es un componente que tiene muchas variables, se ve influenciado por factores ajenos al control de los equipos y luego también deben de trabajar en condiciones de carrera donde no siempre se pueden seguir las mejores indicaciones, los equipos colaboran también con los ingenieros en encontrar mezclas de gases que permitan mantener una plataforma estable en cuanto a las variables de la presión .

Zero Shift

La tecnología que emplean las cajas de fórmula 1 hoy día está basada en seamless shift, lo cual quiere decir que se pueden seleccionar diferentes marchas sin romper el torque que envía el motor a las ruedas.

Por lo general una caja de cambio debe interrumpir el torque entre cambio de marchas, esto significa que hay una caída en la curva de entrega del torque, los anillos de selección se encuentran entre dos marchas, se desliza sobre un eje que le permite conectar con una u otra, mientras se desconecta de una para seleccionar la siguiente, hay un rompimiento en la transmisión de potencia, lo que se consiguió con este nuevo sistema de transmisión es eliminar ese rompimiento del torque enviado a las ruedas.

Los anillos selectores son ayudados por seis bullets o balas, desde neutral, el anillo selector desliza tres de las balas para conectar con la marcha seleccionada, mientras se está acelerando, estas tres balas están conectadas a esa marcha, las otras tres poseen un extremo distinto que no les permite conectarse con esa marcha, al seleccionar la siguiente marcha ,las  tres balas libres conectan a esta  y las tres restantes se mantienen conectadas a la marcha anterior, efectivamente la transmisión está conectada a dos marchas a la vez, pero lo que antes sería un gran problema hasta hace un tiempo, ahora ya no lo es, la segunda marcha seleccionada toma prioridad sobre la anterior liberando las balas de la marcha anterior y asi finalmente tomando la marcha seleccionada en último lugar.

Existe un pequeño aumento en torque en el cambio de marchas que es controlado por el embrague pero con otras soluciones que han sido integradas para dar una constante línea de torque, entre las ideas que se vienen explorando en los últimos tiempos , está el deseo de conseguir una transición similar en los rebajes, lo cual de momento parece algo difícil de controlar de manera estable, segura, sin embargo, los rebajes del nuevo Ferrari para 2014 , parecen indicar que o bien el equipo italiano ha conseguido un resultado similar por otro camino o consiguió realizar el proceso que hasta ahora muchos parecen no conseguirle solución, de ser asi, esto podría dar una ventaja de momento al equipo italiano y de seguro ya hay mucho esfuerzo dirigido a resolver ese dilema, si alguien consiguió una solución por parcial que sea, los demás deben de explorar esas ideas y conseguir sus propias soluciones.

Gearboxes – Cajas de cambio

Aunque este componente no recibe una atención mediática muy importante, en el cambio que presentan las nuevas regulaciones para 2014, las cajas de cambio también reciben una modificación importante, hasta la temporada pasada las cajas disponían de siete marchas, más la reversa, en las nuevas reglas que entran en rigor esta temporada, ocho serán las marchas disponibles  además de disponer de la reversa, la cual es requerida en el reglamento.

Las reglas por lo general determinan una área determinada donde los ingenieros pueden trabajar con  su diseño, dentro de la caja misma, las restricciones dictan el mínimo ancho de las marchas y un peso, así como también que tan apartadas pueden estar una de otras, el sistema de control o accionamiento de las marchas es por medio de un sistema electro hidráulico, las marchas son consideradas ”seamless” en que ya no existe casi un rompimiento de potencia entre cada una de ellas y esto significa que no se rompa la banda de torque .

El sistema que permite usar este mecanismo de seamless, es en cierta forma extraordinario en aplicación, precisión y rápido, usando una serie de bullets o balas, seis generalmente, tres se encargan de mantener una marcha en funcionamiento, mientras las otras tres se encargan de accionar la siguiente, lo que significa que por un momento muy breve, dos marchas están seleccionadas al mismo tiempo, este proceso se regula o calcula a poner en funcionamiento sincronizado, con el disparo de los cilindros, en una acción sumamente rápida, mientras se desconecta la previa marcha, la siguiente toma control y acelera la caja, todo este proceso debe ser calculado con suma precisión para impedir así que las cajas intentes auto destruirse, los ingenieros diseñan en todo este mecanismo un nivel de ajuste que les permite así controlar el nivel de agresividad con que las marchas pueden ser seleccionadas, esto se decide de acuerdo a cada requerimiento después de simular en pista lo que sería necesario de la caja para determinado evento.

Para 2014, las regulaciones estipulan el tamaño general y los equipos ahora deben de tener en cuenta estas nuevas modificaciones, como ser la marcha extra, para empaquetar todo, integrarlo a las nuevas unidades motrices y que a la vez permita una buena integración con el paquete aerodinámico en la zona posterior del coche, con estas nuevas PU( Power Units), se han debido modificar algunos puntos de anclaje del motor y esto también afecta de cierta forma al diseño de las cajas, con las restricciones en combustible, es posible en teoría que los coches puedan ser más cortos, pero esto posiblemente no sea de consideración principal, el consenso general es de mantener el largo de momento y extender posiblemente la dimensión de la caja por razones aerodinámicas, se estima que las nuevas regulaciones requieren subir los ejes de la caja unos 3.2 cms lo que demanda un nuevo diseño  de embrague que de todas maneras debería ser nuevamente diseñado, para ahora estar en línea con las nuevas demandas de torque de estas nuevas PU.

Además de estos nuevos requerimientos están las demandas de espacio que el turbo requiere, ya que este componente ahora estará montado en la parte posterior del motor, encima de la caja, con las marchas ahora siendo controladas, el servicio a estas es más limitado y los equipos pueden emplear esfuerzos en otras labores de mantenimiento y preparación del coche, con la ahora inclusión de esta nueva octava marcha, los equipos poseerán una mayor área de distribución sobre las marchas, los primeros cálculos indican que incluso con seis marchas, los equipos en teoría, pueden obtener un buen rendimiento, control, sobre las prestaciones de las nuevas PU en circuitos como Monaco, cuando se encuentren en lugares como Monza, se podría hacer total uso de las marchas o incluso usar desde segunda a octava, otra de las medidas de control incluidas en las regulaciones será una velocidad máxima teorética que se pueda obtener, esto será controlado por medio de las restricciones en la Final, que estará incluida en las marchas controladas, las revoluciones máximas serán 15.000 rpm, a pesar de todos estos adelantos y controles, los equipos han estado simulando las combinaciones de marchas con las prestaciones de las PU para así encontrar las mejores soluciones a cada circuito.

 Con los niveles de torque que estas nuevas PU darán, los componentes de la caja estarán bajo más estrés, a esto se debe de sumar que deberán de durar por seis eventos, el reemplazar algunas partes es posible siempre que sea por una idéntica pero hay limitaciones e incluso penalizaciones de acuerdo al trabajo o servicio requerido, de Ferrari parece ser el único equipo que trabaja en una tecnología parecida a la de cambios seamless, pero en rebajes, cosa que hasta el momento no parece posible, pero el equipo italiano podría estar en ese camino, esto le daría una ligera ventaja técnica si sigue mostrando ser fiable como ha sido de momento.

De coche bueno a pesadilla

Para muchos es incomprensible que equipos de f1, que tienen a su disposición grandes ingenieros y equipos tecnológicos sumamente sofisticados, el producir coches que quedan cortos de las expectativas y rápidamente se transforman en una pesadilla, pero en realidad dada las restricciones de hoy día en pruebas, no es difícil el ver que a pesar de toda la información, capacidad técnica que poseen, los márgenes de error son tan mínimos que pueden hacer una promesa en dolor de cabeza muy rápidamente.

Generalmente todo funciona perfecto y el equipo pone su coche por primera vez en pista respaldado de innumerables pruebas de simulación, cálculos y medidas que les dan gran optimismo en que todo su trabajo será bien recompensado, los cálculos generalmente son respaldados con toda la información del coche anterior, hoy día se vive en una etapa más evolutiva que revolucionaria, por lo que los equipos trabajan en mejorar un diseño en el que básicamente se viene trabajando por más de una temporada, dándoles así enormes cantidades de información con que contrastar sus nuevos proyectos.

Los equipos comienzan a trabajar en su siguiente bólido a mediados de la temporada actual, para entonces se considera que hay un entendimiento básico general de lo que se puede mejorar o debe de cambiarse, el coche actual está en continua evolución a mejorar sus prestaciones y eso a la vez influye en el siguiente bólido, nuevas ideas son puestas en prácticas en base a las próximas regulaciones, si han de haber cambios, nuevas soluciones disponen de más tiempo para simularse, todo esto da un potencial número, que el próximo coche puede conseguir, eliminando en el proceso los posibles puntos débiles.

A todo esto hay que sumarle que los neumáticos hoy día, dan variables que los equipos muchas veces no pueden controlar, la falta de pruebas en pista les dejan todas sus aspiraciones en la simulación y cálculos, si bien ha habido enormes progresos en los métodos de simulación, no hay substituto para las pruebas en pistas, donde el coche se puede medir bajo condiciones similares a las de competición, cosa que los simuladores, túneles o rigs pueden simular con ciertos límites.

La primera prueba sobre pista es algo que rápidamente da conclusiones a los ingenieros, el coche hace un número de salidas con distintos cambios y se comparan a las proyecciones de los ingenieros, si el coche responde dentro de esos cálculos en una manera positiva, entonces se pueden comenzar los ajustes más precisos para explotar el máximo, si por el contrario el coche no parece dar un resultado que convenza a los ingenieros, se deben de hacer inspecciones minuciosas de sus distintos componentes para aislar el que este causando problemas, puede que se sepa que hay problemas en un coche en unas vueltas a la pista, pero el resolverlos puede ser cosa de meses, debido más que nada a la milimétrica naturaleza de todo en un f1 y como todos los componentes afectan a todos en cierta forma .

Muchas veces el problema se aísla rápidamente, otras veces es más complicado porque puede ser un problema relacionado a características del chasis, puede afectarlo en algunos circuitos y otros no, como pivota en la entrada, tal vez posea el nivel de empuje deseado pero las respuestas del chasis puede que sean inconsistentes y sin consistencias en resultados, es más difícil aislar los problemas, los equipos tratan de a medida que avanza la temporada, dar soluciones o mejorar lo que tiene, pero nuevamente el limitado tiempo en pista y la naturaleza de comportamiento de los neumáticos lo complican todo, cambios en temperaturas pueden confundir resultados y fácilmente, el coche puede encontrarse estancado a pesar de los enormes esfuerzos de los equipos en solventar sus problemas.

Últimamente se ha escuchado sobre los problemas de calibración de túneles de viento que Ferrari sufrió, muchas veces pueden ser la construcción de algunos componentes los que causen ciertos problemas y no siempre se encuentran rápidamente aquellos responsables de esos problemas, hoy día 1 mm o incluso fracciones de mm pueden ser causantes de grandes diferencias en el comportamiento del coche, aunque parezca sencillo ya no es la época de agregar más alerón para solventar muchas cosas, hoy día el coche más que nunca es un paquete que debe de ser analizado como unidad y cualquier cambio por diminuto que sea debe de ser comparado a lo largo de su influencia en todo el coche, esto sin dudas complica las cosas, como todo, hay quienes parecen poder encontrar soluciones más rápido o no equivocarse nunca, pero cuando se piensa que en la temporada actual 1 o 2 décimas significan varios puestos en la grilla de partida, se puede apreciar la importancia que esas fracciones de milímetros que son invisibles al ojo humano pero muy evidentes para el cronometro.

Una cuestión de peso

Desde que se comenzó a contemplar los efectos de estas nuevas regulaciones para 2014,  una de las más recurridas historias fue la del peso de  los pilotos y el peso en general en la fórmula 1, evidentemente esto tiene un gran efecto sobre un coche de carreras y la formula 1 fue siempre una de las más vanguardistas en buscar soluciones o como trabajar con el peso.

No es solamente del peso del coche, pero hay que tener en cuenta que este está sujeto a cambios que por ejemplo en Interlagos hagan que un coche de 650 kg pese 170 kg menos de lo que hace en Abu Dhabi, estas variables deben de ser consideradas en todo momento, a cuanto más pesado sea el coche, más dificultad tendrá en acelerar, etc. Los ingenieros tratan de buscar las mejores soluciones dentro de la legalidad de las reglas, se deben de tener en cuenta la aceleración vertical, longitudinal y lateral en todo momento para saber cuáles son las opciones más favorables, simulación de vueltas con distintos parámetros dan al equipo una idea de los lugares que pueden usarse para conseguir más beneficio o como se deben realizar ciertas modificaciones, generalmente se estima que cada 10kg de peso extra, las vueltas se verán penalizadas por 0.4 segundos.

Los equipos no tienen dificultad en construir los coches por debajo del peso mínimo establecido, el problema se comenzó a complicar cuando se introdujo el Kers, las baterías y la localización de componentes comenzaron a dificultar el conseguir balancear al peso del coche de una manera más libre como fue hasta entonces, ya no es tan sencillo llegar a conseguir el peso mínimo con las posibilidades de ajuste que se conseguían y aquí es donde se comienza a considerar otras variables como el peso, altura del piloto, el peso afecta al coche al igual que el centro de gravedad y este es un factor que los equipos quieren controlar al igual que el peso, los cálculos dicen que bajar el centro de gravedad aproximadamente 10mm da un beneficio de 0.1 segundos, generalmente se construyen los bólidos por debajo del peso mínimo y luego por medio de complementos se llega al peso requerido, pero estos complementos pueden ser colocados de manera que el equipo consiga el balance que busca, con la introducción de las nuevas reglas se hace más restrictivo el cambiar de posición el peso, haciendo mas complicado que el equipo pueda alterar la distribución de cargas que puede pre determinar en cada neumático o esquina del coche.

En tiempos recientes, Tungsteno y algunas aleaciones similares son las favorecidas para utilizar como ese complemento de peso que se necesita, estos son hasta 50 veces más densos que el plomo por lo que se pueden crear pequeñas formas que requieren de mínimo espacio para colocarse en el chasis.