LLANTAS EN UN F1: PARTE 2- GEOMETRÍAS Y MONTAJE

Bueno amigos, vamos por el segundo artículo sobre las llantas en la F1. Vimos en la entrega anterior como se fabricaban, la importancia del peso y las funciones que tenían. Hoy voy a analizar las medidas estipuladas por la FIA para su fabricación y el ensamblaje de la cubierta sobre ella. Abrocharos el cinturón que arrancamos.
Los equipos de F1 son suministrados por diferentes empresas del sector, como son OZ  que suministra a Red Bull, BBS a Ferrari, Enkei a McLaren, etc. Hay dos opciones de suministro,  por un lado los equipos modestos compran sus ruedas a los proveedores y como no, a los grandes le sale a coste 0  gracias a los acuerdos de patrocinio. El precio no es la única diferencia, los equipos tienen voz y voto en el desarrollo de las piezas y en las eventuales especificaciones que tengan las llantas, ya que, como vimos en el anterior articulo, esos cambios producen un efecto en el rendimiento total de un coche. 
 

 Cada fabricante tiene su propio diseño de llanta para las ruedas. Aunque las diferencias suelen ser sutiles entre todos siempre hay diseños que destacan más que otros. BBS por ejemplo utiliza una tecnología que les permite fabricar el borde de la llantas hueco en toda su circunferencia al igual que sus radios.  Esta tecnología les permite reducir significativamente el peso y mejorar la estabilidad ya que proporciona una mejor dinámica de la rueda, aumentando el confort y la seguridad en la conducción.

Como vemos hay muchas variantes que pueden afectar los parámetros de diseño. Tiene que permitir la instalación de la cubierta de neumático, mantenerlo y permitir un sello hermético para evitar la salida del gas dentro del neumático. La estructura interna debe de ser lo más fina posible para permitir que los frenos, que en un F1 son muy grandes puedan ser montados debajo de ella. Tiene que dar una buena transferencia de calor y dispersión, soportar enormes fuerzas sin deformarse y permitir una buena circulación de aire a los frenos sin crear resistencia aerodinámica no deseada. Pero tampoco su diseño es libre, se debe de regir por las especificaciones técnicas que marca la FIA que son estas:

ESPECIFICACIONES TÉCNICAS

Primero, los coches de Fórmula Uno han de tener cuatro ruedas situadas de forma externa a la carrocería vista en planta, es decir, desde arriba. Parece una tontería lo del número pero ya se dio el caso de coches con más de cuatro. El Tyrrell P34 (Project 34), también conocido como el "seis ruedas" utilizaba eso, seis y no fue el único, se vieron algunos modelos más. Llagaron a tener éxito, incluso ganaron carreras.
Las ruedas tienen que estar destapadas, con el dispositivo aerodinámico trasero eliminado. Esto es muy importante, Según normativa, las ruedas no se pueden carenar. Al impedirlo, la rueda genera una resistencia aerodinámica muy alta. Tanto, que coches de carreras que montan ruedas carenadas, como es el caso de la Nascar, con motores menos potentes, son capaces de alcanzar las mismas velocidades que un F1. Si pudieran tapar esas ruedas, los coches llegarían a alcanzar velocidades desorbitadas y serían un peligro. Sobre la eliminación del dispositivo aerodinámico trasero  mencionar que era un semi carenado que montaban los F1 para evitar que parte del aire que circulaba por la parte superior del coche interaccionara con las ruedas traseras y que fueron tomando, año tras años unas medidas más que considerables. Os pongo un ejemplo para que lo veáis.

Seguimos. En este punto, creo necesario que conozcamos la geometría de las llantas antes de comenzar a  determinar las medidas que estipula la FIA sobre ellas.

GEOMETRÍA DE LAS LLANTAS.

La geometría es muy "sencilla". Su estructura es la siguiente:
Las caras: Es la parte donde están situado los radios de la rueda. Suelen utilizar entre 8 y 12 radios alineados por pares o individualmente. En su parte central se encuentra la abertura que es utilizada para anclar la rueda con la turca. Tiene dos caras.

Externa, que es la que normalmente vemos. Es la zona más compleja ya que puede incluir elementos aerodinámicos  que permitan que el aire caliente de los frenos se ventile mejor a través de la rueda y no genere turbulencias.

Interna: Es la encargada de dar acogida al sistema de frenos. Normalmente suele tener una superficie lisa aunque últimamente se ven diseños texturizado de su superficie para mejorar la transmisión del calor al interior del neumático y puedan calentar mejor las ruedas.

Cara interna texturizada.

Este simple elemento produce el siguiente efecto. Como vemos con las cámaras térmicas montadas en el coche de Vettel y Hámilton, la llanta del alemán está a una temperatura mucho más alta que la del ingles. Los equipos juegan mucho con este sistema y lo adaptan dependiendo de las características de circuito. Un ejemplo, en Singapur Ferrari optó por utilizarlo ya que el F138 es un coche que le costaba alcanzar temperatura de las gomas en esa pista. Si a eso unimos  que la carrera es nocturna, peor lo ponemos. En la India no ocurrían estas circunstancias y prescindieron de usarlo. Ya veis, tan fácil, tan complejo. Lo mismo sucede con Red Bull, en unas carreras lo usan, cuando quieren calentar mejor sus ruedas, en otras no para evitar el sobrecalentamiento.

Garganta:  Ademas del diámetro una característica de la llanta es la garganta, esto es, la anchura de la llanta viene expresada en pulgadas y determina el ancho máximo de neumático que puede llevar esa llanta sin peligro. Además de la sujeción del neumático, hay otros componentes que se montan en esa parte de rueda de Fórmula Uno. En esta zona se sitúa la válvula de llenado, purgado y el monitor de presión de los neumáticos que se encarga de medir y enviar los datos del inflado de la rueda.  

Labio o rin: Son los bordes internos de la llanta y será la zona donde se asiente los flancos del neumático para crear la estanqueidad.  Su superficie ha sido granallado para que sea más abrasivo en el punto en el que se encuentra con el talón del neumático de modo que puedan agarrar mejor.

Una vez conocidas las partes, veremos la normativa que estipula la FIA para estas piezas.
  

Las llantas deben de estar hechas de aleaciones de magnesio AZ70 AZ80 y sus medidas difieren dependiendo si son las que se montan en el tren delantero o trasero. Las primeras son más estrechas, y sus medidas deben de estar comprendidas entre 305 y 355 mm de ancho. Las traseras deberán medir entre 365 y 380 mm.

Lo deseable sería tener el ancho de ruedas en la parte delantera que trasera. El tren delantero del coche necesita más agarre para reducir el subviraje pero la FIA lo limitó para que los coches perdieran prestaciones y fueran más lentos por seguridad.

Con los neumáticos equipados, inflados con aire o nitrógenos a 1,4 bar de presión, las ruedas no deben superar los 660 mm de diámetro (670 mm con neumáticos de mojado).

Dimensiones y geometría de ruedas deben cumplir con las siguientes especificaciones:
- El espesor mínimo de la rueda es de 3,0 mm;
- El espesor mínimo del grano es de 4,0 mm (medida desde joroba a borde exterior del labio);
- El perfil de cordón estándar ETRTO se prescribe;
- La anchura de montaje de llantas son de 12 "(304.8 mm + /-0.5mm) delante; 13.7" (348.0mm + /-0.5mm) trasero;
- El espesor del labio de la rueda es de 9 mm (+ /-1mm);
- El diámetro exterior del labio es 358mm (+ /-1mm);
- Se permite un receso del borde de una profundidad máxima de 1,0 mm entre un radio de 165 mm y un radio de 173 mm de eje de la rueda (para la marca de la rueda, logotipo, número de parte, etc);
- Con la excepción del labio de la rueda, sólo un único perfil convertido con un espesor máximo de 8 mm se permite radialmente por fuera de las zonas de exclusión especificados en el artículo 12.4.5;
- El diseño de la rueda debe cumplir con los requisitos generales del proveedor de neumáticos para el montaje y desmontaje de los neumáticos incluyendo los márgenes de sensores y válvulas;
- El diseño de las ruedas no puede haber dioferencia entre los diseños izquierdo y derecho


Tuerca anclaje
Más recientemente, los equipos han trabajado en estrecha colaboración con los proveedores de llanta para acelerar el cambio de ruedas durante la parada en boxes. Desde 2010 hay una tendencia a crear tuercas avanzadas que pueden bloquear las ruedas en su lugar (por medio de un cierre neumático) y al mismo tiempo aplicar el pin de seguridad para evitar que las ruedas se suelte cuando no aseguradas. Eso es relativo. Muchos ejemplos hay de coches que han perdido la rueda por una tuerca mal fijada.

La FIA determina que la rueda debe estar unido al coche con un solo tornillo. El diámetro exterior del elemento de fijación no debe exceder de 105 mm y la longitud axial no debe exceder de 75 mm. El cierre de la rueda no puede conectar o montar ninguna pieza en el coche, excepto el conjunto de la rueda..

Una vez diseñadas las llantas la FIA somete a dichas piezas a unos controles muy rigurosos de seguridad antes de su producción para evitar contratiempos inesperados.Las pruebas más importantes son unos ensayos de flexión de rotación, pruebas de balances y un ensayo de impacto pero la más importante de todas es la prueba con la máquina biaxial. Es la más completa, ya que simula la vida real de una rueda en una ruta dinámica. Es importante tener en cuenta que hay sólo dos fabricantes de ruedas en el mundo que tienen esta máquina necesaria para hacer esta prueba.

¿QUIÉN SE ENCARGA DEL MONTAJE DE LOS NEUMÁTICOS?

Una vez en la pista, los equipos entregan sus llantas desnudas  al  fabricante de neumáticos que se encarga de montar la cubierta con máquinas especiales. Los neumáticos son inflados y luego entregados de nuevo a los equipos. Como sabéis, los F1 al igual que los coches de calle no llevan cámara interior de ahí la importancia del diseño, tanto de la llanta como del flanco del neumático para evitar la fuga de gas de su interior que vaciaría la rueda.
Por tanto, el personal de Pirelli es el responsable de montar los neumáticos. Para ello lubrican el borde de la llanta y el asiento del neumático inmediatamente antes de montarlo. No pueden utilizar ningún lubricante que contenga agua. Los lubricantes con agua pueden provocar la corrosión de la superficie del borde de la llanta. El uso de lubricantes sin agua es especialmente importante cuando se montan neumáticos sin cámara, ya que el aire del neumático se mantiene gracias al sello entre el talón y el borde de la llanta del neumático

Bueno, llegamos al final. Como habéis podido comprobar las ruedas de un  Fórmula 1 son una verdadera obra de arte, sus flancos, una mezcla de curvas coincidentes con una expresión de solidaridad. A diferencia de muchas de las piezas de un coche de carreras, es relativamente fácil de entender el trabajo realizado por una rueda, pero el tipo de llantas de las ruedas instalado en un coche de Fórmula 1 no son como las de un coche normal por carretera de ahí su importancia. ¿Cuál será el futuro? Me imagino que seguir explorando los límites más y más y a medida que las prestaciones de los coches se disparen limitar medidas para reducirlas, pero eso será otra historia.
Fuentes:
Alcoa.com ,f1-country, jalopnik.com,  bridgestonemotorsport.com, km77.com, Michelin.com,