Sistemas eléctricos

Generalmente  los componentes obvios y a la vista, reclaman la atención en un coche de carreras, pero en la era actual donde hay enormes cantidades de sensores y cableado eléctrico a bordo de los coches, estos sistemas, que son el verdadero sistema nervioso del coche, son de vital importancia para el funcionamiento de los bólidos.

El diseño de un sistema de cableado es complejo, en un f1 un sistema completo cuesta aproximadamente 40.000 dólares, dependiendo en los requisitos de cada sistema, aunque parece simple y de fácil calculación, los sistemas no se fabrican hasta que esta el diseño del coche finalizado al igual que con la plomería del mismo, los sistemas de CAD dan una imagen general y se hacen unos diagramas de lo que se pretende, pero debido a limitar el peso, excesivo uso de cable y los posibles problemas que se pueden encontrar al pasar cerca de otros componentes, se espera hasta que se tenga algo definitivo y así poder realizar un trabajo exacto que requiera solo lo necesario, hay muchos factores a tener en cuenta, los ángulos en que se pueden realizar algunas conexiones, el acceso que den a su servicio, que tan cerca o como se ven afectados por algunos componentes, hoy día con el KERS por ejemplo hay enormes  cambios que pueden generar interferencias o fallos en los sistemas, el proceso general  para crear un sistema de cableado es el siguiente.

1: esquema general de los requerimientos del coche  con cálculo preliminar del peso total del sistema

2: diagrama detallado de los requerimientos, largos, dimensiones, peso y posibles opciones de colocación, se realiza una comparación con los requerimientos actuales para analizar donde hay posibilidades de disminución o si se necesitan cambios

3: consideración de posibles cambios en componentes, regulaciones que introduzcan variaciones de temperaturas, nuevas vibraciones o puedan crear interferencias, potenciales nuevos problemas, aquí también se consideran en base a la data que se posee, el comportamiento de los distintos componentes eléctricos cuando el coche no solo está en pista pero cuando pasa por pianos, recibe una pinchadura y debe girar con excesiva vibración por un tiempo.

4: análisis de si se debe aumentar o disminuir la protección de sensores y su cableado

5: mientras los cuatro procesos anteriores son calculados, se debe siempre ir controlando y analizando lo practico del servicio de cableado, los sensores

6: requerimientos de protección, no tanto en el sentido de interferencia pero en donde y como se colocan los distintos cables, cuando el coche está en pista, el medio en el que opera es de alta temperatura que generalmente crea cierta flexibilidad en los cables, cuidado se debe tener en donde reposa el cable en todo momento en particular si está cerca de bordes afilados que podrían crear un problema

7: pruebas de conectividad y servicio

8: instalación

Por lo general los sistemas preferidos tienen más en común con los sistemas aeronáuticos que de automóvil, la razón principal es que estos sistemas están diseñados para trabajar en medios hostiles, aportando fidelidad y un peso mínimo, que es otro requisito fundamental en un coche de carreras, en un medio que depende enormemente de sensores, telemetría y electricidad, tener un sistema de cableado que realice su trabajo con el mínimo de problemas es de prioridad, aunque se crea que es algo sencillo, los apretados espacios de un f1 crean especificas demandas en cómo y dónde se pueden instalar ciertas partes y esto siempre debe permanecer en la mente del diseñador asi como de la persona encargada de crear un sistema de cableado que cumpla con esas necesidades.

El reto de entrar en la F1

Nuevos candidatos a través del tiempo siempre están dispuestos a intentarlo, en épocas más recientes el nivel de tecnología e inversión hizo que todo se complicara, el anuncio de Gene Haas retrasando su entrada para 2016 pone varias preguntas en el aire, el equipo estaba contemplando entrar desde hace varias temporadas por lo que se esperaba que tuviera ya planes y organización detrás, pero como Gen Haas descubrió, no es solo el recibir la licencia lo que se necesita para participar en la f1, el deporte es muy complejo, requiriendo de cuidadosos cálculos y estudios si uno tiene la intención de sobrevivir, de lo contrario simplemente lo que quede no será un recuerdo pero más bien una  montaña de deudas.

Para comprender la dinámica de lo que enfrentan los posibles nuevos equipos, hay que también tratar de entender cómo funciona la f1 que no es nada sencillo y es difícil saber exactamente el procedimiento, pero se puede delinear de una manera bastante comprensible.

En tiempos recientes y en general, siempre hay posibles candidatos a entrar al campeonato, se estima que de manera periódica, hay media docena de nuevos equipos o proyectos ensayando las situaciones, el primer paso es siempre el estudiar el medio, los gastos requeridos para ser aceptado y los necesarios para poner en marcha el proyecto, por esa razón es que también en muchos casos se estudia la posibilidad de asociarse con un equipo menor, buscar otras participaciones o comprar un equipo que este en dificultades y esto no significa que se encontró un atajo.

Cuando se mira la f1, se debe hacer teniendo en cuenta que la misma posee 4 caras básicas, para los fanáticos es un deporte, para los espectadores casuales es entretenimiento, para los participantes es un negocio profesional donde se ponen en práctica numerosas tecnologías y  conocimientos, por último es una enorme plataforma de publicidad y distribución, desde aproximadamente fines de 2003, el deporte se está viendo afectado por un descenso de las cifras de  espectadores, fanáticos en los circuitos, venta de mercancía, etc, con la crisis económica que comenzó en 2008 poniendo un giro nuevo a una tuerca que ya estaba bastante apretada, pero en muchos aspectos se puede también decir que la f1 es víctima de sus propios procedimientos y como se sigue abultando burocracia y costes sin sentido que siguen estrangulando no solo a quienes están en pista pero al deporte en general y esto es algo que un nuevo participante debe de comprender.

Hablando en números redondos, se estima que la f1 genera 3 billones anualmente, para muchos a simple vista esta cantidad repartida entre el reducido número de equipos y otros contribuyentes para el show, debería de ser suficiente para asegurar una buena vida y tentar a nuevos participantes a entrar, la realidad es que muchos de esos fondos no son compartidos o llegan a muchos de los participantes, debido a una compleja red de negocios y estructuras que se ha creado alrededor  de algo que debería funcionar de una manera mucho más simple y directa o así lo piensan varios de los principales equipos.

Se puede decir que simplemente la f1 es un deporte, donde los participantes compiten por atraer el máximo número de espectadores, fanáticos, que compren, consuman, sus productos, entonces para empezar debemos aclarar algo que no parece que muchos tengan tan claro, la f1 se divide fundamentalmente en dos partes, una es la de las carreras, deporte y controles técnicos, con la otra siendo el aspecto comercial y la primera no está en control de la segunda, ambas están unidas por el acuerdo Concorde, estas dos caras de la f1 no están unidas bajo un común frente legal,  en lo que se refiere a un equipo nuevo, la aceptación por parte de la FIA  como equipo no quiere decir que recibe aceptación del  frente comercial y esto puede ser decisivo en la vida que el equipo pueda tener o sus planes de futuro.

1-FIA

El trabajo fundamental de la FIA es el de establecer las regulaciones técnicas, deportivas y la organización general de los equipos, pistas y como se realiza el campeonato, en teoría tenía el control de la promoción de la marca F1, pero esto fue cedido por los próximos 100 años  al  F1 Group (un grupo de entidades que controla numerosos aspectos comerciales de la formula 1) por $ 350 millones además de una reducido pago anual, nada de este dinero llega a los equipos

2-F1 Group

Debido a la naturaleza de la f1, donde hay numerosas tecnologías, posibilidades de publicitar en diversos campos, aquí se crearon una numerosa cantidad de entidades que se dedican a explotar cada aspecto posible, casi todas esas entidades fueron fundadas o creadas por Bernie Ecclestone.

Algunos de los ejemplos más obvios son , el Paddock Club, que da posibilidades de hospitalidad y contactar con especificas personas o empresas, la F1 Licensing Company se encarga de ofrecer un acceso controlado a las marcas o contactar con posibles empresas, participantes, todas estas empresas están controladas por un complejo sistema legal administrativo en ese llamado F1 Group, algunos habrán escuchado hablar del grupo CVC ,que es uno de los beneficiarios o digamos socios económicos.

Gran parte del dinero que genera  la F1, proviene de la venta de licencias o derechos de tv, en ese caso Bernie formo una empresa que negociaba en nombre de los equipos y estos recibían 47%, la FIA un 30% y el resto pasaba a manos del F1 Group,  la empresa que negociaba estos acuerdos fue re estructurada y los equipos quedaron fuera del acuerdo general, lo que significa que los equipos siguen recibiendo su parte pero ahora ya no tienen derecho a negociar de forma directa, en el caso de un equipo nuevo, estos acuerdos generalmente no alcanzan a la última tercera parte de la grilla por lo que se recibe es una cantidad muy reducida en el caso que llegue a algún equipo en esa zona, los nuevos generalmente quedan excluidos por al menos 2 años.

Los organizadores de grandes premios pagan directamente al F1 Group por el derecho a realizar ese gran premio, en esta negociación entran no solo los derechos de televisión, pero todos los derechos que estén relacionados con actividades generadas desde la pista, esto incluye, publicidad (donde y que se puede poner en que cantidad), realizar eventos, hospitalidad, promociones dentro y fuera de pista o cerca del circuito, hasta la mercancía, las empresas de televisión hacen lo suyo para tratar de recuperar la inversión por su lado, por medio de espacios publicitarios aunque estos estén controlados por reglas de derechos, las pistas están más controladas en su capacidad de recuperar la inversión, el acuerdo generalmente pone controles o porcentajes de distribución sobre los tickets vendidos, además de que el organizador está a cargo del mantenimiento y gastos necesarios para alcanzar las altas demandas de la f1, el coste de la licencia varía desde  15 millones a 40 por ese derecho a tener el gran premio y ese contrato que generalmente comienza en 5 años de largo, exige que con cada gran premio sucesivo la licencia aumenta un 10% al anterior.

En los últimos tiempos vimos como la f1 insiste en viajar a lugares nuevos, exóticos, con costes astronómicos en muchos casos, con el agregado de que caen en desuso durante el resto del año y requieren un mantenimiento caro, lo que termina sucediendo en muchos casos es que el gobierno del lugar en cuestión, acuerda o en muchos casos termina forzosamente  siendo quien pague los gastos excesivos en lo que en teoría había sido una apuesta por promoción del lugar o país, de los últimos circuitos construidos, hasta el momento ninguno opera con ganancia y algunos de los ya abandonados o en vías de abandonar, quedaran con grandes deudas que el gobierno local en muchos casos, deberá absorber.

La FIA genera dinero de lo que recibe por licenciar sus derechos al F1 Group y que cada equipo debe abonar 250.000 anualmente para su licencia, los equipos reciben a su vez dinero que se establece en el acuerdo Concorde, los equipos nuevos quedan excluidos por los 2 primeros años de su existencia y luego cada equipo recibe un porcentaje de acuerdo a su historia, participación y capacidad de atraer fans, en el caso que un equipo nuevo genere suficiente atractivo, se puede permitirle recibir un adelanto, lo que es fundamentalmente claro es que los equipos son prácticamente forzados a vender espacio en el coche o asociarse con empresas que deseen publicitarse en la f1, esta relación no solo se detiene en pista , sino que los equipos pueden obtener más dinero en acuerdos con empresas que requieran de sus experiencia o capacidad técnica fuera de pista, f1 o en campos relacionados.

Cuando se negocia con el F1 Group, es fundamental el  negociar con la entidad adecuada, esto resulta más complicado de lo que parece, debido a que el entramado que las conecta es sumamente complicado, para esto también hay que poseer toda la información relacionada al momento de entablar contacto, por ejemplo los equipos generalmente se transforman en poco más que carteles con ruedas para generar dinero que les permita seguir compitiendo, pero cada equipo está prácticamente dentro de un parámetro en el Acuerdo Concorde en la cantidad de dinero que recibe, a manera personal, los equipos realizan estudios y por medio de fórmulas generan una tabla de tiempo en TV por dólar, esta es la fórmula que emplean a la hora de negociar sus acuerdos privados con sus auspiciantes y aquí no es solo cuanto tiempo se ven los coches, pero entran en juego muchas otras cosas, que tan fácil de reconocer es el coche, que tan prominentes son los auspiciantes, con que rapidez permiten la asociación, etc, algunos de estos parámetros también son influenciados por el apoyo del piloto.

Para un equipo nuevo, no es solo el obtener la licencia, los futuros participantes reciben enormes cantidades de informes y ayuda que les dan una idea de los procedimientos, las expectaciones y cálculos de necesidades, facilidades, etc, aquí ya comienzan los problemas, si el equipo no es cuidadoso, venir desde otra rama del deporte da una introducción a procedimientos, pero rápidamente se encuentran con que las demandas de la fórmula uno y el nivel de tecnología, personal es mucho más elevado del anticipado, para comenzar, el 15 de noviembre previo al comienzo del campeonato es el último día que un nuevo equipo tiene para depositar 50 millones, con su solicitud de participación oficial final, ese dinero es devuelto en 12 depósitos, una vez que el equipo cumple con ciertos requisitos que se extienden durante la temporada, esto también pone ciertas exigencias en que los empleados recibirán sus pagos ,etc, la norma general es presentar documentación de apoyos económicos que cubran al equipo por dos temporadas, aquí también aparecen restricciones de auspiciantes que no quieren heredar problemas o incumplimientos de parte de un personal de equipo que no tuvieron control en su elección, por lo que el equipo comienza con necesidades de respaldo económicas que posiblemente excedan sus capacidades y esto rápidamente puede colocar a un equipo contra las cuerdas.

Con esto podemos estimar que para comenzar se necesitan aproximadamente 100 millones a pesar de que la mitad de eso será devuelta desde la FIA, pero esto será a lo largo de la temporada y siempre y cuando no se rompan acuerdos, si el equipo no es totalmente independiente o respaldado por un fabricante, lo que se acostumbra en esos casos es dejar un margen de gasto, es decir que mientras equipos totalmente respaldados pueden gastar 100% del dinero que consiguen con  auspiciantes, un equipo que no posee tal respaldo debe gastar 90 a 95% máximo del dinero que consigue y esto ya lo deja en desventaja , los estimados dicen que en el mejor de los casos los equipos generan 5% de ganancia después de pagar todas sus obligaciones, aunque la norma es que un equipo genere 2.5%, lo cual en general es bastante ajustado, si se tiene en cuenta la inflación y otros factores, solo en el campo económico, para un equipo que es respaldado al completo, podría ser una buena inversión porque solo con la generación de margen positivo y exposición de publicidad, seria justificativo suficiente, algunas formularios dicen que cada punto del campeonato, le cuesta a un equipo 4 millones de promedio, los expertos dicen que un equipo precisa como mínimo 200 millones para comenzar a establecerse, con 250 siendo la cifra más normal, algo que algunos no poseen y sin embargo logran de seguir compitiendo, pero en un mundo tan competitivo, cualquier movimiento o error en la pista puede colocar a un equipo en serias dificultades económicas y esto puede condenar a una promesa o transformarla de ilusión a pesadilla.

Manteniendo las temperaturas

Cuando uno piensa de las necesidades de controlar las temperaturas se asocian en términos generales con motor, agua,  aceite, frenos, pero también hay necesidades muy específicas en los sistemas hidráulicos, electrónicas e incluso el piloto, los nuevos sistemas que entraron en funcionamiento esta temporada, requieren unos movimientos de aire más específicos dado el aumento de las baterías y los generadores, turbo que ahora forman parte de las nuevas PU( power units), las reglas prohíben el enfriar el combustible pero los equipos deben de trabajar en prevenir que este adquiera temperatura desde su entorno que podría comprometer sus capacidades.

Las temperaturas en un coche de fórmula 1 hacen difícil la labor de varios componentes que prefieren no funcionar en ese tipo de medio hostil como puede ser un fórmula 1, los sistemas de enfriamiento del motor funcionan hasta temperaturas de 135 C, gracias a sistemas de presión en los radiadores, el sistema de aceite puede alcanzar 115C, los frenos son unos componentes que influyen en otras áreas, durante su operación pueden alcanzar temperaturas de hasta 1200C, los ductos se encargan de asistir en el control de la temperaturas pero es inevitable que el aire que deja los frenos lleven consigo algo de temperatura que no es deseable al alcanzar otras áreas o se debe de trabajar con esas temperaturas de una forma que no perjudique.

Las formulaciones de lubricantes es una parte vital del funcionamiento de los componentes a los que asisten, en estos lubricantes y sus cualidades se encuentran los medios por los cuales se pueden permitir hacer funcionar componentes cerca de los límites de diseño aunque los márgenes de tolerancia son muy finos, estos a su vez deben ser acondicionados mediante enfriamiento y asistidos durante todo momento con la circulación de aire que se encargue de alejar temperaturas de las paredes de los componentes que se tratan de mantener dentro de los límites aceptables, el sistema electrónico de sensores , contactos o transporte eléctrico es otra área que requiere de cálculos para mantenerlos dentro de esos límites de operación, las altas temperaturas generalmente alteran la eficacia de los sistemas electrónicos que pueden interferir en el funcionamientos de otros componentes que podrían estar trabajando dentro de las temperaturas necesarias pero no reciben la información necesaria de parte de la electrónica porque estas están operando de mala manera.

Para controlar las temperaturas , el medio más obvio es el de circulación del aire, en este aspecto como llega y circula en las zonas necesarias es de suma prioridad, cálculos se realizan con modelos para concluir que niveles puede obtener el coche en todo momento en la pista, no solo viajando en rectas pero en curvas, el efecto que esto tiene cuando se viaja a menor velocidad o cuando se está en tráfico, otro aspecto que debe de ser configurado es el tiempo que el coche está detenido en boxes durante una parada después de estar circulando a alta velocidad, con los nuevos sistemas híbridos, se encuentran otros problemas debido a que estos nuevos sistemas introducen baterías de mayor dimensión que generan mas calor a la vez que los generadores y el turbo agregan más temperaturas a la ecuación, los cálculos que se necesitan son complicados porque el coche viaja a distintas velocidades y encuentra distintas circunstancias durante un gran premio que a la vez se ve afectado por los cambios de condiciones de pista en temperaturas del asfalto y del medio ambiente en general.

Haas f1 para 2016

Como ya se anticipaba y aun con numerosas nubes en el aire, el equipo de fórmula 1 americano  no se unirá a la grilla en 2015, poniendo sus planes supuestamente para 2016, aunque sinceramente hay demasiadas dudas de lo serio del esfuerzo y muchos siguen apuntando a que se siguen haciendo mal las cosas, el programa está demasiado atrasado y se pretende hacerlo trabajar en condiciones poco deseables para la mayoría de los involucrados.

Desde que se comenzó a perseguir la licencia, no parece de haberse4 dado muchos pasos, Gene Haas lleva al menos 3 años persiguiendo esa entrada, también estaba al tanto de las reglas, cambios y requisitos, sin embargo se siguen haciendo las cosas de mala manera, contando las mismas historias y en parte cometiendo más errores o por lo menos haciendo las cosas más difíciles según varios especialistas.

En un principio se le advirtió de la adversidad y posiblemente la dificultad económica que significaría el tratar de hacer funcionar al equipo desde los Estados Unidos, haciendo oídos sordos o no queriendo prestar atención a las diversas experiencias del pasado de varios equipos que intentaron entrar a la fórmula 1, Hass anuncio que su base de North Carolina se expandirá y estará lista en tres meses, lo que deja bastantes preguntas en el aire, se suponía que ya todo estaba estudiado, la incursión en formula 1 no es tarea sencilla ni rápida, no existen atajos, se habló mucho del trabajo con Dallara, pero este no tiene toda la información, hay demasiadas cosas por decidir como para comenzar el caro proceso de creación de chasis sin saber muchas de las respuestas a otras preguntas, los programas de desarrollo tampoco parecen estar en línea o avanzados, hay muy pero muy poca información y se pasa demasiado tiempo cuestionando la viabilidad de este proyecto a como parece que se lo quiere llevar.

Cuando uno compara el trabajo que equipos de la última tercera parte de la grilla ponen para tratar de entrar en los puntos como lo hizo Marussia en Mónaco, esto debería de ser un claro mensaje para Haas de no tomarse los consejos y críticas a la ligera si no es de montar otro fallido intento, Dallara será un fabricante de renombre, pero sencillamente no está involucrado en f1 desde hace un buen tiempo y su último intento con HRT no puede culparse al equipo sino a la falta de tiempo, desarrollo que se precisaban para poder conseguir algo medianamente aceptable, nadie duda de la capacidad del personal que se pueda contratar en América, pero sencillamente se debe de comenzar con un grupo con experiencia reciente en f1 para poder conseguir resultados y no complicar la situación más de lo necesario, sin el personal, chasis en línea y un programa definido, será difícil que se tome enserio este proyecto que cada dia parece asemejarse mas a otros intentos que simplemente comenzaron con el pie equivocado y siguieron caminando mal por no querer ver la realidad de las cosas, son numerosas voces que siguen pensando que el camino se esta trazando demasiado complicado y ellos mismos se están tirando piedras por delante, la realidad de las cosas y por mas que Gene Haas hable de la eficiencia del dinero, este esta acostumbrado a gastar dinero al nivel de NASCAR para ganar a ese nivel, la f1 es otro tipo de juego totalmente distinto, los requerimientos de estructura, desarrollo, facilidades y personal especializado son mas complicados y estamos entrando a un medio donde se viene acumulando información por mucho tiempo, con un personal sumamente especializado y donde todo es creado desde su base, algo bastante distinto a lo que se esta acostumbrado hacer en NASCAR o Indy.

Canada y los Frenos

El circuito canadiense  es regularmente de los más exigentes en las cajas de cambios y los circuitos de frenos, los problemas que se hicieron presente en este gran premio y afectaron a una Buena parte de la grilla, se hicieron más notorios en el equipo alemán, negándole la posibilidad de una sexta Victoria consecutiva.

En principio el problema principal es el fallo del ERS-K (energy recovery system – kinetic) que afecto a ambos coches en casi el mismo momento, la explicación es en parte sencilla, el fallo se produce a partir de que los controles electrónicos del voltaje dejan de funcionar y de allí los coches pierden acceso al MGU-K, esto resulta en una pérdida de 160 bhp, dejando a los coches con la propulsión desde la unidad V6 con la asistencia del turbo, lo cual da un  máximo de 600 bhp.

Los controles de voltaje, han probado ser un problema de diferentes niveles pero evidentemente son el eslabón más débil en las PU, cuando deben de estar continuamente actuando con alto voltaje  y hacerlo con altas temperaturas, esto es un problema difícil de controlar porque todos los componentes en la PU agregan temperatura durante su operación y posiblemente las tolerancias sean demasiado ajustadas.

Mercedes ha sido el equipo que mejor fiabilidad ha tenido, Hamilton debió cambiar sus controles electrónicos el sábado, esta es la tercera ocasión en que ocurre con Rosberg debiendo usar el mismo procedimiento en dos ocasiones, esto también deja ver que Hamilton posiblemente entre en penalizaciones antes que Rosberg de mantenerse la actual norma .

El fallo seguramente se produce en la parada en boxes, ambos pilotos reportaron la perdida de potencia en la misma vuelta y después de la parada, durante estas , el coche recibe un salto en temperatura por no estar en circulación y posiblemente esta sea la razón que precipito el fallo, las temperaturas eran marginales según varios directores de equipo en las prácticas y luego de estar compitiendo por varias vueltas y detenerse, la temperatura sobrepaso lo que los controles electrónicos podían soportar dando lugar al fallo, Hamilton encontró otro problema con su frenos pero este no podría estar relacionado directamente aunque si indirectamente, debido a la naturaleza de los sistemas y cómo  actúan entre sí.

Con estas nuevas reglas, ERS-K tiene un impacto en los frenos traseros, cuando el ERS-K recupera energía, va ayudando o creando fricción en las ruedas traseras lo cual aporta ayuda en las capacidades de frenar del eje trasero, para ahorrar peso, los equipos han recurrido a reducir los tamaños de las pinzas, usar 4 en vez de 6 pistones por pinza y también se reduzco la dimensión de los discos, al no estar en funcionamiento el ERS-K, los frenos traseros son incapaces de mantener su esfuerzo sin ser desbordados, Rosberg ajusto el bias hacia adelante reduciendo la carga en el eje trasero y ajusto su manejo de manera acorde a los requerimientos de su situación, Hamilton posiblemente estaba en una situación un poco más precaria y no tuvo el tiempo suficiente para ajustar en un esfuerzo por mantener el coche en competencia, Rosberg pudo continuar a pesar de esa diferencia en potencia perdida( 160bhp), un cambio en el estilo de manejo por el cambio de frenos y también debió cambiar su manejo para asegurarse de que su consumo de combustible no le dejara fuera de carrera, en todas estas dificultades , el piloto alemán quien también tuvo problemas de radio, realizo un trabajo ejemplar para conseguir unos valiosos puntos con ese segundo puesto.