DEPÓSITOS DE GASOLINA EN LA F1

Bueno amigos, hoy voy a iniciar una serie de dos artículos que se van a centrar en conocer un elemento que bien poco se sabe de ellos, rara vez se comenta pero que tiene gran importancia en un F1, los depósitos de combustibles. Gran parte del centro de gravedad del coche y su variación a lo largo de la carrera dependen de él, generando una variación en las prestaciones de la máquina de gran calado y por tanto es un aspecto que hay que cuidar mucho. Es uno de los elementos que más trabajo de desarrollo tiene a la hora de crear el coche.
Para determinar cuál será su ubicación entran en liza varios departamentos de desarrollo. Para encontrar la "ubicación perfecta" intervienen personal encargado tanto del chasis como del equipo de motores. El  equipo de diseño del chasis buscará la mejor posición tanto de la pila de combustible como de las bombas de elevación y el equipo de motor debe asumir la responsabilidad de la bomba principal de combustible, filtros e inyectores.
Hoy me centraré solo en las características estructurales de los depósitos y dejando para el próximo artículo todos los elementos encargados en la alimentación del motor. Empezamos. 
La gasolina no es sino “energía química” confinada en ese líquido aromático procedente del petróleo. Ese contenido energético (cerca de 8.000 kilocalorías por litro) está listo para convertirse en trabajo mecánico, cuanto más cuanto mayor es el rendimiento del motor, y en un inevitable residuo en forma de calor. Un depósito cargado con 100 litros de gasolina contiene cerca de un millón de kilocalorías, energía suficiente para ganar una carrera y también para generar catástrofes. Por tanto, realmente son una bomba de relojería en movimiento y si contamos la velocidad a la que se mueven los F1, todo se potencia.Si se produce un incendio, toda esa energía se transformará exclusivamente en calor, con las consecuencias que ya conocemos, y que nos ponen en manos de los sistemas de extinción y de la indumentaria ignífuga de pilotos y mecánicos. Hay por lo tanto buenas razones para evitar el incendio, y los depósitos de seguridad nos ayudan a conseguirlo.
Los coches de competición han aplicado como en otras muchas ocasiones elementos procedentes de la aeronáutica y en este caso no iba a ser menos. Estos depósitos milagrosos nacieron para la aviación. Los aviones necesitaba que fueran resistentes, ligeros y que en caso de accidente el combustible no se esparciera con facilidad pare evitar que aumentara el número de fallecidos, algo que realmente no tienen demasiado conseguido. La masa en movimiento en un avión es tan alta que genera una cantidad de energía cinética tal que hace imposible que ningún material sea capaz de aguantar sin romperse en caso de accidente.
Los incendios son ya un suceso excepcional en las carreras, y están casi siempre ligados aun error de manipulación durante el repostaje. Incluso en colisiones donde se libera gran cantidad de energía y se produce una fuerte deformación estructural, el combustible permanece confinado en su sitio, bien aislado del exterior, protegido de circunstancias que pudieran provocar su deflagración. Pero ¿cómo se consigue?
El secreto de este éxito está en los depósitos de combustible de alta seguridad, y se les puede llamar así ya que reúnen una serie de características que los hacen distintos a un depósito de combustible corriente. Están diseñados para elimina casi por completo la posibilidad de una explosión.

Su ubicación, entre el piloto y el motor como vemos en este corte longitudinal del Sauber.

Cuáles son sus características:

1- Son lo suficientemente flexibles para reducir al mínimo la posibilidad de rotura. Para ello, estos almacenes de combustibles se hacen con un material exterior de gran tenacidad, con la que evitan la perforación y las pérdidas de combustible.
2-Su situación dentro del chasis. Como digo van alojados en compartimentos literalmente blindados, de modo que cuando la energía de un impacto llega hasta ellos, si es que llega, lo hace ya de forma atenuada.
3-Mecanismos de seguridad. Cualquier descalabro estructural del chasis, incluso cuando se produce la separación del motor, se salda con la obturación automática de los tubos por los que éste se alimenta de combustible.
Por tanto, quedan muy pocos resquicio para el incendio en caso de accidente y al ritmo en que avanza la tecnología hace que los depósitos de combustible que se utilizan en el automovilismo deportivo son cada día más seguros. De ello se encargan los ingenieros que los diseñan, los laboratorios que supervisan su calidad y las normas técnicas que marca la FIA.
Las pruebas de homologación y validación son muy exigentes y someten a cada nuevo modelo a una verdadera tortura, basada casi siempre en buscar elevadas cargas de rotura, en evitar la fuga de combustible o la explosión en caso de accidente. Para ello se utilizan pruebas de compresión deformación, desgarro, perforación, abrasión y tracción, que expresan la resistencia del depósito a ceder frente a un impacto de alta energía. Por descontado, se mide la eficacia del dispositivo antiexplosión y se examinan cuidadosamente los anclajes del depósito a la estructura del vehículo, en el caso de los sistemas de combustible “añadidos” a un chasis procedente de la serie.
Con carácter general, cuanto más exótica es la gasolina, más destructiva resulta para el depósito: los compuestos aromáticos de la gasolina que se utilizan en Fórmula 1, por ejemplo, son una prueba especialmente dura.
Se asigna un importante cometido a estos depósitos, que además de un almacén portátil de alta seguridad son el primer peldaño del circuito de alimentación, toda vez que contienen los filtros, bombas y circuitos de respiración correspondientes. En su interior hay una serie de compartimentos donde se sitúan los sistemas que bombean el combustible hacia el motor y evita que el combustible se mueva aleatoriamente y con gran energía en el interior del tanque gracias a las fuerzas producidas por aceleraciones, frenadas, etc. Este efecto también produce otro dos efecto negativo, la variación constante del centro de gravedad del coche y que se genere un mayor volumen de gases volátiles que aumente la presión dentro del tanque y facilite las fugas. Por tanto, el tener controlada la gasolina es la mejor manera de conseguir mejores resultados.

Estructura interna.

Con qué materiales se fabrica.

Esencialmente, uno de estos depósitos consta de una “vejiga” flexible  que está fabricado a base de un tejido de Kevlar recubierto de goma reforzada según procedimientos parecidos a los que se utilizan en la fabricación de neumáticos, pero con una especial consideración hacia el equilibrio entre resistencia a la perforación/rotura y flexibilidad. El Kevlar procede de la industria militar y se usa como aislante y en equipos de protección contra armas de fuego de bajo y medio calibre  por su fuerza y flexibilidad. Cuanto más flexible sea este envase, más lejos estará el umbral de la rotura o la perforación y más fácil será colocarla en su sitio a través de la pequeña ventana de registro que a tal efecto tienen los chasis de competición. Estas vejigas, que se moldean con un elastómero reforzado con fibras de distintos polímeros, tienen además la obligación de resistir a la acción química de la gasolina y sus aditivos, en especial el tolueno que se utiliza como agente antidetonante.
En los monoplazas y biplazas de competición dotados con chasis monocasco, hay un receptáculo de alta resistencia destinado a alojar este depósito flexible, de modo que el propio monocasco constituye el blindaje exterior. Tanto mejor si está fabricado en composite” (carbono + aluminio en nido de abeja). Este alojamiento debe estar comunicado con el exterior mediante un orificio o tubo de respiración, a fin de evitar la acumulación de humedad y el envejecimiento prematuro de la goma.

Rellenos de espuma: lo más importante 

Sin embargo, lo más importante de uno de estos depósitos no está a la vista. Aparte de los filtros, válvulas antivuelco, bombas, respiraderos, bocas de barrido y canalizaciones primarias, que van sumergidos en el combustible, dentro de un depósito de seguridad encontramos un relleno de espuma especial. Esta espuma, que requiere menos de un 2% de la capacidad útil del depósito, pero que expandida parece ocupar un 80% del volumen total, es la encargada de evitar que se produzca una explosión.
Un aspecto importante y que hay que tener en cuenta. Cuando se produce una combustión, realmente lo que se quema son los gases que emanan del material. La madera se quema en presencia de calor por que de ella sale gases que arden con facilidad. Para apaga un incendio es necesario crea una barrera que evite que esos vapores prendan. Los materiales con mayor capacidad de ignición son aquellos que generan más cantidad de elementos volátiles que se incendien y entre ellos destaca las gasolinas.
Así, limitar el movimiento de la gasolina dentro del depósito, evitando agitación y formación de gases. Por otra reduce la presencia de aire, de modo que si llegara a producirse la ignición de los vapores del combustible en el interior del depósito, el oxígeno se consumiría inmediatamente y la espuma absorbería la energía de la explosión resultante. Aunque para los coches capaces de repostar en carrera se utiliza una espuma antielectrostática específica (MIL-F-87260), el riesgo de que se produzcan accidentes por chispa durante el reportaje está siempre presente. Se evita en buena medida tomando precauciones muy minuciosas, descargando el vehículo de electricidad estática antes de la intervención y no utilizando jamás elementos de PVC en ninguna de las tareas relacionadas con la carga del combustible.
En fin, espero que esta visión general sobre estos elementos os haya gustado. Próxima cita, el sistema de alimentación, pero eso será otra historia.