Simulación de carreras (software)

Un proyecto de competición  donde se debe diseñar, construir y desarrollar un coche, es una aventura costosa,  se deben de continuamente estudiar cambios, modificaciones con vistas a explotar al máximo, las prestaciones del coche.

Generalmente cuando los ingenieros consideran opciones o cambios, requiere de construir las partes necesarias y hacer pruebas en un modelo en escala o en el propio coche, hoy día gracias a programas de simulación, los ingenieros no necesitan en principio, construir o siquiera tocar el coche, antes de sacar conclusiones, a través de un complejo modelo matemático, se construye un coche virtual que se puede poner bajo distintas condiciones, hacerle cambios a los reglajes, aerodinámica, se pueden estudiar no solo cambios en partes del coche en sí, pero el efecto de cambios del set up.

El empleo de simulación no significa que se deba de prescindir del uso de pruebas en pista, la función principal de estos programas es de ayuda a aproximar muchas decisiones como las marchas, dar una base bastante aproximada que debe de complementarse con data que los equipos van acumulando después de cada evento, las carreras siempre tienen un elemento que es imposible de simular, hay muchas variables que juegan en las decisiones y eso es casi imposible de simular, por lo que la simulación es simplemente una herramienta más, en el arsenal de los equipos para tratar dse aproximarse a los óptimos niveles de prestación , dejando poco al azar.

La simulación ayuda a concretar decisiones, por ejemplo, prediciendo los tiempos de vuelta, los programas acumulan toda la data que podría esperarse ver de una prueba de pista real, es aquí donde resulta invaluable, la comparación, estimación de resultados, ayudan a seguir un camino que si bien no siempre es acertado, generalmente va en la buena dirección, con data acumulada de circuitos que ya conoce, puede estudiar cambios en los reglajes, analizar donde puede explotar mejor las prestaciones del coche o si no posee un reglaje para un determinado circuito, la simulación se encarga de buscar una base desde donde el piloto puede comenzar su trabajo en refinamiento.

Una de sus mejores ayudas es en la definición del paquete aerodinámico, la simulación puede encargarse de buscar la combinación teorética más apropiada para un determinado circuito, balanceando el drag, empuje generado, con la velocidad y así aproximarse a un tiempo de vuelta, con el cual el equipo genera todas sus decisiones, gracias a que puede controlar y simular una enorme cantidad de parámetros, los cálculos que generalmente da, no están muy lejos del optimo, los equipos luego estudian estos datos en conjunto con las condiciones de pista, esperadas para el o los días del evento, para cuando el equipo está listo a comenzar a circular en pista, la base y ajustes preliminares están realizados, el piloto debe confirmar o hacer algunos cambios mínimos que son generalmente en reacción a las condiciones que se encuentra en ese momento.

La combinación de la data que obtiene el coche, trabaja en conjunto con la simulación y viceversa, toda esta comunicación e intercambio, se está continuamente actualizando con los datos de pista, el clima puede ser un elemento difícil de predecir y los equipos usan programas de simulación que tratan de ante todo, ver el impacto de los cambios de dirección del viento o los cambios de la temperatura sobre el reglaje del coche, enormes computadoras se encargan de estar tratando de simular y predecir cuanta situación sea posible encontrase, esto significa que los equipos están en continua conexión no solo entre el personal en el garaje, con el piloto, sino que desde la fábrica, se está continuamente recibiendo y enviando información que trata de mantenerse al segundo de todo lo que ocurre, prediciendo, simulando, para así darle al equipo cuantas respuestas le sea posible.

Los Lubricantes

En términos generales, las competiciones siempre fueron  además de competiciones, parte lugar de pruebas, parte experimental, pero siempre con vistas a la mejora de componentes , un lugar ideal para poder probar, desarrollar productos en un ambiente competitivo que también ayuda a la formación de técnicos e ingenieros.

Los lubricantes son muchas veces el factor olvidado, como lo son las grasas, combustibles, líquidos hidráulicos, todos tienen una conexión con las competiciones, porque es el campo en donde pueden desarrollarse o buscar nuevas tecnologías más fácilmente.

Cuando Mobil formo una asociación técnica con Williams F1 en 1978, sería una de las primeras de tal nivel de colaboración, Mobil ya venía trabajando en lubricantes sintéticos desde mediados de los 70, lentamente comenzaba a demostrar que las bases sintéticas podían ser de gran utilidad, daban mejor eficiencia, conseguían dar mejor protección, en su asociación con Williams, Mobil se encargó de ofrecer una línea de aceites, lubricantes experimentales, esta colaboración comenzó a dar resultados y su primer triunfo llegaría en Silverstone 79, consiguiendo el título en 1980, añadiendo otro en 1982.

Estas colaboraciones técnicas de alguna manera siempre estuvieron presente a distintos niveles de involucración o colaboración, Shell es un claro ejemplo, trabajaba ya de una forma bastante íntima con Enzo Ferrari cuando este dirigía al equipo Alfa en los años treinta, luego reuniéndose en su propia escudería en 1940 y para cuando Froilán González conseguía el primer triunfo de Ferrari, en Silverstone 1951, Shell era su colaborador técnico en lubricantes y combustibles, hoy día estas colaboraciones están mucho más unidas, la colaboración es mucho más íntima y específica, los lubricantes y combustibles hoy día son continuamente controlados, analizados, antes, durante y después de su uso en pista, este continuo trabajo de control y análisis, ayuda en muchos casos a detectar problemas antes de que ocurran o realizar cambios que contribuyan a dar mejor prestación.

Cuando se trata de la lubricación de las super rápidas cajas de cambio de la fórmula 1, las reglas de control no son tan estrictas, esto da libertad a la exploración, un claro ejemplo seria la introducción de lubricantes llamados “modificadores de fricción”, estos ofrecen la protección de lubricantes de mayor viscosidad pero lo hacen, manteniendo las propiedades de lubricantes de menor viscosidad, lo que se traduce en conseguir la mayor protección con el menor drag posible.

Este tipo de lubricantes, por medio de esta flexibilidad, ayudan a aumentar (aunque sea de forma marginal) la producción de Caballos de fuerza, mientras disminuyen el consumo, la importancia de esta colaboración no se puede desestimar en un mundo donde los márgenes de tolerancia son mínimos y cualquier beneficio, por más pequeño que sea, es bienvenido, llevando consigo laboratorios portátiles, capaces de hacer análisis exhaustivos de lubricantes, grasas o combustibles, los equipos trabajan de una manera compacta en la búsqueda de las mejores soluciones, no solo se analizan en búsqueda de potenciales problemas, sino que también se controla la legalidad, los cambios de estado, cada análisis es usado en posibles nuevas mezclas, siempre en busca de dar lo que se necesita en cada momento en un medio mecánico tan avanzado pero agresivo como son las zonas internas de un formula 1.

Agarre y Manejo

Cualquier discusión que sea relativa con el manejo del coche debe de pasar inevitablemente por una discusión en como las gomas afectan el manejo y las características que el coche nos transmiten, los neumáticos y en especial el área que está en contacto con el asfalto, son las única conexión directa con la pista, un neumático es elástico, por lo que fuerzas aplicadas a ellos lo deforman, cuando estamos pasando por una curva, la fuerza lateral los distorsiona lateralmente en el área de contacto con la pista, esta distorsión, hace que el coche siga un camino en ángulo a la dirección en que las ruedas están apuntando, este ángulo es referido como el ángulo de slip y le transmite al piloto la sensación de lo que el coche está haciendo mientras está pasando por una curva, sin este ángulo de slip, el piloto no tendría  ningún aviso de cuando las gomas están a punto de perder la adherencia totalmente.

 Debido a que el neumático es elástico, se distorsiona mientras se agarra de la superficie y debido a que es elástico y se deforma , una fuerza tiende a tratar de volverlo a su forma habitual, la fuerza en la curva ocurre entre la huella y la pista debido a la distorsión y es en dirección opuesta a la fuerza lateral que es causada por el acto de pasar por la curva, cuando el ángulo de slip es relativamente grande los coches parecen estar patinando de costado por las curvas, esta actitud en las curvas recibe el nombre de deslizamiento o drift y es considerada un arte en sí mismo, un coche en sus límites de agarre asume este deslizamiento, sin embargo también es conveniente el mantenerse apenas por debajo de ese límite máximo en curvas sumamente rápidas, porque ese deslizamiento también quita velocidad y el deslizarse continuamente incrementa la temperatura de los neumáticos lo que trae a la ecuación otros problemas.

Ahora bien, cuando una goma está en una curva se está deslizando y rodando o rolling hacia el costado y aquí entra en juego otra palabra clave, el agarre, que es lo que hace que esto sea posible y que el coche siga la trayectoria que le indicamos, el agarre también actúa cuando frenamos y aceleramos, si tratamos de ir más lejos de el agarre posible o del que es capaz el neumático,  si no reaccionamos a tiempo lo más posible es que se pierda el control del  coche, el agarre se produce de la relación de la goma al inter actuar con el pavimento, la superficie de la pista es porosa, la goma al ser más blanda en relación con la pista se agarra de pequeñas imperfecciones y baches que existen en el asfalto, aunque no los vemos a simple vista, el agarre entre la pista y el neumático  se realiza de dos formas, elástica y deslizante, con una pequeña fuerza toda la fricción o agarre es elástico y el neumático agarra la pista a medida que la fuerza aumenta debido a la aceleración, parte de esa fricción se transforma en deslizamiento o patinaje, pero mientras se tenga más fricción elástica que deslizamiento o patinaje,  el neumático seguirá agarrándose de la pista, esto es lo que sucede cuando los coches aceleran rápidamente dejando las marcas de goma en la pista, al pasarse de la cantidad de fricción elástica que el neumático es capaz de soportar parte de esa fricción hace que la goma patine, pero como aún tiene suficiente fricción elástica para crear agarre con la pista, el coche se mueve hacia adelante dejando las marcas en el asfalto,  por el contrario si la fuerza es demasiado como para que el neumático pueda soportarla elásticamente, empezara a patinar y las ruedas giraran sin poder agarrar la pista de la forma adecuada, la misma teoría podemos aplicar a cuando intentamos frenar , si intentamos frenar la rueda cuando la pista aún se sigue moviendo rápidamente por debajo de las gomas o mejor dicho si lo intentamos hacer más rápido de lo que el agarre de las gomas lo permiten , los neumáticos patinaran y quemaremos las gomas.

Como podemos ver, el coche esta en continua comunicación con el piloto mandando mensajes de su comportamiento y sus límites y el piloto debe poder interpretar esos mensajes de manera tal que pueda reaccionar o tomar las decisiones correctas, esos mensajes son enviados desde el parche de contacto , la única zona que conecta al coche con la pista de forma directa, las acciones del piloto son transmitidas hacia el área de contacto y a la vez esa área envía mensajes de retorno hacia el piloto, que debe estar en todo momento atento a dichos mensajes , también están las fuerzas y reacciones del chasis, pero se podría decir que todo eso debe pasar por ese parche de contacto para producirse las reacciones deseadas, ese agarre y el cómo usarlo es una de las herramientas más fundamentales en el arsenal del piloto, que no solo debe comunicarse con él , sino que también debe cuidarlo y usarlo para que le dé el beneficio deseado.

Raymond Sommer, Spa Francorchamps 1950

Para muchos el nombre de Raymond Sommers no significa nada, tal vez alguno reconozca el nombre como de alguien que competía en carreras hace mucho tiempo o simplemente lo toman como uno de los tantos, sin embargo este Francés nacido en 1906 fue un poco más que eso, y tal vez habría que reconocer que era un muy buen piloto al que le gustaba ponerlo todo en juego, en una época en que los errores se pagaban caros, en 1931 su talento y calidad al volante le dio a conocer de manera espectacular, manejando una entrada privada en un Chrysler Imperial.

 Al año siguiente, ganaría las 24 Horas de Le Mans, a pesar de tener que manejar 20 horas, después de que su compañero Luigi Chinetti se retirara enfermo, en 1933 volvería a ganar con Tazio Nuvolari y llego a liderar cada una de las carreras hasta 1938, pero debido a problemas mecánicos se tuvo que retirar y una de ellas lideraba por 12 vueltas.

Raymond consideraba que era de la manera en que competías que importaba, era evidente que tenía mucho talento, pero tenía también un enorme corazón y espíritu de pelea, se entregaba por completo, cuando sabía que era casi imposible ganar y hasta adoraba esos retos, en varias ocasiones parecía que podría producir milagros, una de esas ocasiones fue en el gran premio de Belgica de 1950 y casi lo logra.

 Spa, con sus super rápidas curvas y sus peligros a ambos lados del camino era junto con Monza una de las pistas más rápidas y respetadas, esto combinado con una distancia de más de 400 kms en 35 vueltas, era claro que sería problemático para las Alfas, el coche dominante de la época.

Con su horrendo consumo de combustible gracias a un motor supercharged, que sin duda requeriría de dos paradas, Sommer en su 4.5 Talbot Lago vio un reto al que muchos simplemente le daban la espalda o simplemente decían que era imposible, imposible era una palabra que Sommer no conocía o ignoraba generalmente, él lo veía como una oportunidad y un reto personal.

 A pesar que era el más rápido de los Talbots en práctica, su tiempo simplemente era 10s más lento que el de la Alfa de Giuseppe Farina, quien estaba firmemente en pole, para muchos, no gran sorpresa, la vieja máquina francesa tenía 100 hp menos y 400kgs de más, que los bólidos italianos, pero lo que Sommer sabia y muchos dudaban era que el consumo de los Talbots con un poco de cuidado los podría hacer durar toda la carrera en un tanque solo, cosa que muchos dudaban pero si reconocían que había la remota posibilidad de hacerlo y eso fue todo lo que necesito Raymond para encender su fuego interno, su mirada era de desafío y pelea , sabía que era difícil, pero saborearía cada segundo de ello, debería de mantener a las Alfas en vista si lo lograba un resultado espectacular lo esperaba.

 Desde la largada se entregó a la pelea , primero , una con la Ferrari de Luigi Villoresi por cuarto lugar y lo paso en la vuelta 9, luego en una muestra espectacular de manejo y audacia comenzó a acercarse a la Alfa en tercer lugar de Luigi Fagioli, ante un público que parecía no creer lo que pasaba, una a una las Alfas comenzaron a parar y Sommer toma la delantera, así pasaron cinco vueltas, Alfa comenzaba a preocuparse, empezó a tratar de convencer a los organizadores y la gente de las pizarras que estaba una vuelta por debajo de las Alfas, finalmente Farina y Fangio lo pasaron, pero todavía les quedaba otra parada por hacer y Sommer volvía a estar en control, entonces el público y todos los presentes, comenzaron a comprender que algo especial estaba pasando, la inferioridad de su máquina era incapaz de contener el talento y deseo de triunfo, donde muchos habían visto algo imposible, Sommer vio una oportunidad, trágicamente con pocas vueltas del final, su motor dijo basta, los espectadores y muchos de los presentes fueron robados de la oportunidad de ver algo realmente fuera de serie .

 En septiembre de 1950, compitió en el gran premio de Haute-Garonne, en Francia, la dirección fallo en su Cooper 1100cc y su coche volcó en una curva, Sommer murió instantáneamente, tenía 44 años, su casco tradicional de cuero demostró ser no protección alguna .

Raymond Sommer fue exuberante en muchas de sus carreras pero ese día en Spa dio una lección a todos, jugo a el juego a su manera e hizo que vieran lo imposible como casi posible.

El manejo en 2014

Con los cambios  de las regulaciones hay nuevos requisitos puestos sobre los pilotos, el pedal del acelerador ya no está directamente relacionado con la potencia  de las unidades Motrices, como lo estaban hasta este momento, los estilos de manejo y como se adapten a ellos los pilotos darán una nueva dimensión, aquel que trabaje mejor con su ingeniero será quien tenga un mayor acceso a lo que su Unidad Motriz pueda brindarle.

Hasta ahora muchos de los mensajes que escuchábamos eran para mantenerse en unísono con tiempos delta, más relacionados con el uso de los neumáticos, pero también estaba el  recuerdo a no usar gas y freno al mismo tiempo (overlap), en particular en las curvas por las consecuencias que esto traía, los equipos podían poner un margen de combustible si hacia lo decidían, pero ahora esto ya no será una opción con las nuevas regulaciones de combustible y su flujo.

En esta nueva era, aquellos que balancean los coches más a base de dirección y gas (ej:Kimi) sin usar el freno o “overlap” tendrán que adaptarse menos que aquellos que si usan el freno en overlap (ej: Alonso), cada recta tiene 3 partes básicas, la primera parte es la salida de la curva anterior o entrada a la recta y esta define la máxima velocidad en esa recta( 2da parte) y la tercera es la salida o entrada de la siguiente curva o a otra recta(3ra parte), cuanto más se reducen la 1ra y 3ra parte, más larga se puede hacer la 2da parte donde el coche puede maximizar su velocidad máxima, adelantar otros coches, etc.

Esto se traduce a que aquellos que mejor implementen el uso de dirección, gas y freno, tendrán una ventaja , debido que esto se convertirá en una ventaja(aunque sea minúscula), en combustible y esto les dará acceso a más potencia, posiblemente siendo más evidente en medio de curvas, donde estos pilotos podrán disponer de un margen de torque superior a sus contrincantes, técnicamente hablando, aquellos que se acerquen al uso más preciso, perfecto del gas, a los cálculos de sus ingenieros, serán los que tengan un mínimo margen de posibilidades disponibles a explotar.

El piloto deberá refinar su uso de otros complementos  y componentes, pero en esencia las regulaciones de 2014 ponen el ímpetu sobre como el piloto trabaja la dirección  en conjunto con el gas y freno, los que por norma acostumbraban el overlap de freno sobre gas, serán penalizados al desperdiciar precioso combustible, aquellos con más suavidad y “feel” serán los premiados, todos de alguna manera deberán de adaptarse a nuevas formas y requisitos, pero unos lo deberán de hacer más que otros, hay definitivamente un lugar para los pilotos más cerebrales como Rosberg, Hulkenberg o Alonso que se adaptan rápidamente a cada situación, pero más que nunca el piloto deberá de comprender a fondo todos las posibilidades técnicas que estas nuevas regulaciones ponen a su disposición, los ingenieros y pilotos que trabajen mejor a encontrar la solución ideal serán los que  tengan un pequeño margen de ventaja que podría ser crucial.