BUSCANDO LA EFICIENCIA: EL CONSUMO

 

A falta de noticias y dejando a un lado toda la vorágine en la que se convierte los rumores sobre cuál será la forma que presentarán los nuevos coches, en la no voy a entrar ya que me parece una perdida de tiempo y sobre todo, una buena manera de llenar páginas para mantener al personal entretenido, quiero dedicar mi  esfuerzo en algo que sea realmente interesante y representativo de lo que nos encontraremos dentro de nada.

De la importante revisión que la FIA ha dado a normativa 2014 hay algunos aspectos que resaltan más que otras y realmente poco se habla de ellas. Los apasionados de la técnica solemos tener un defecto y es centrar mucho la mirada en los aspectos aerodinámicos dejando a un lado los apartados mecánicos en un segundo plano. La verdad es que en parte tenemos una buena escusa. El secretismo y la dificultad de descubrir elementos situados debajo de la carrocería hacen que destaquemos todo lo visible pero los dos elementos hacen un solo conjunto. Podremos estar horas discutiendo cuál será la mejor solución para el morro del coche que lo haga muy veloz pero de poco servirá si tenemos en nuestras manos un coche poco eficiente en el aspecto mecánico.
Dada la excelencia aerodinámica de los últimos años entramos en una nueva perspectiva donde los motores pueden tener un nuevo valor  diferenciador. Volveremos a cometer el mismo error si solo nos centramos en hablar de potencia de los nuevos propulsores en términos generales. Las nuevas normas inyectan cierta incertidumbre muy necesaria en un deporte en el que los resultados de los últimos años se han convertido en demasiado familiares, pero sería un error suponer que significará automáticamente el fin de la hegemonía de Red Bull.
Si hay que encontrar un aspecto en toda la normativa que diferenciará a los buenos del resto será la eficiencia. Esa es la clave para un buen diseño en el 2014. La eficiencia tiene muchos brazos y uno que ganará mucha importancia será el del consumo. Un equipo puede tener una máquina perfectamente trabajada en términos aerodinámicos y un supermotor que de, con diferencia, muchos caballos de potencia más que sus competidores y verse relegado a bajar sus prestaciones al consumir mucho combustible.  
Los que tengan buena memoria y algunos añitos ya recordarán  la década de 1980. En aquella época la FIA introdujo los límites de combustible en la F1 cuando se utilizaban los motores turbo. Las carreras fueron marcadas durante  los primeros años por aquellos coches que funcionaban con muy poca gasolina.
La obsesión por el bajo consumo nació veinte años antes. Ya en los años 60 con Colin Chapman, el genial creador de Lotus estaba obsesionado por hacer los coches lo más ligeros posible, entendiendo que el peso era el primer enemigo de las prestaciones. Cuanto más bajo sea el peso que tiene que arrastrar el coche, mejores prestaciones tendrá ya que el motor mueve más fácilmente una cantidad de masa menor. En la actualidad tiene la misma importancia pero al fijar la FIA el peso mínimo que tiene que alcanzar el conjunto coche-piloto se limita la carrera para reducir pesos. Los equipos lo siguen haciendo pero la función es otra, permitir a los ingenieros disponer la mayor cantidad de lastre para poder ubicarlo donde se quiera.

Una vez que la FIA  fijo el peso mínimo del coche entró en juego otro factor. La bajada de peso en aquellos años tenía dos consecuencias. Por un lado, la mencionada anteriormente pero por otro lado, si conseguías una importante disminución del peso podrías albergar mayor cantidad de combustible dentro del mínimo permitido. Eso era vital ya que permite exprimir más al motor al disponer de más gasolina para hacerlo. A mayor consumo, mejores prestaciones del motor, mayor velocidad. La FIA viendo lo que sucedía recurrió al truco de limitar la capacidad del depósito para evitar consumos escalofriantes. Como saltarse la norma, utilizando gasolinas sintéticas de alta densidad e incluso congelándolas antes de meterlas en los depósitos para que entrara  mayor cantidad. En los 90 se limitó el uso y solo podían usarse carburantes que se distribuyera comercialmente.

Nigel Mansell se desmayó en Detroit 84 al intentar empujar su Lotus.

La tecnología ha avanzado mucho durante estos años y el uso de combustible se puede medir con extrema precisión en estos días y los ingenieros sabrán desde la primera vuelta si pueden llegar a tener problemas con el consumo de combustible gracias a la telemetría y los potentes programas informáticos que realizan estos cálculos. A partir de ahora será habitual a partir de ahora, ver momentos en los que los pilotos tienen que bajar el ritmo, o bien para permitirles llegar al final como para atacar fuerte en las últimas vueltas gracias a que conservaron gasolina durante algún tramo de carrera,  pero es poco probable que llegar al punto de quedarse sin combustible, aunque algún que otro caso ve se dará. Este año varios pilotos perdieron sus cronos de calificación por dicho motivo y si eso se produce con pocas vueltas, en un Gp ni me lo imagino.
Los equipos estarán tratando de conseguir el mejor equilibrio entre el límite del flujo de combustible y capacidad de combustible para un rendimiento óptimo durante todo el Gran Premio.
Con la anterior regulación los monoplazas de F1 podían embarcar unos 160 kg. de combustible en cada carrera. Ahora la cosa se pone más drástica. El peso máximo será de solo 100kg, un ahorro considerable del 38% que por fuerza tiene que afectar al rendimiento del coche. Apoyarse en el ERS (hasta 160 CV durante 37" por vuelta) será vital, pero ya saben que trazados como Spa o Monza no podrán afrontarse a tope todo el tiempo al ser circuitos donde gran parte de la vuelta se hace pisando a fondo el acelerador para alcanzar el régimen máximo de giro, justo el punto donde se dispara el consumo.

¿Cómo reducir el consumo?
Hay muchos elementos que entran en juego a la hora de conseguir bajar el consumo de un F1, desde un simple lubricante hasta un buen diseño aerodinámico, pero algunos son difíciles de balancear ya que afecta directamente a las prestaciones del coche. De nuevo sale a relucir la palabra clave, eficiencia. Son muchos los ejemplos aponer pero me voy a centra en los dos principales, aerodinámica y transmisión.


Aerodinámica: Bien, para mí este es el factor más importante que afecta al consumo de un coche. El coeficiente de resistencia marca el punto de inflexión entre un buen o mal diseño aerodinámico. Un buen coeficiente (Cx bajo) reduce la resistencia al avance del coche y mejora el consumo considerablemente, pero un F1 no es un dechado de virtudes que digamos. La eficiencia aerodinámica no es buena en un coche de esta categoría. Las ruedas producen resistencia pero es para todos igual.  De todos es sabido que para mejorar las prestaciones de un F1 hay que trabajar cuidadosamente con todos los elementos que generen carga aerodinámica. Si quiero que el coche sea rápido en recta hay que quitarle carga, reduciendo la superficie de los alerones o dándole menor inclinación a los mismos (Cx bajo). Todo lo contrario si queremos ganar carga, mucho alerón o mucha inclinación (Cx alto). Pero aquí entra en juego el consumo.
Diseñar un coche que genere mucha carga añadiendo o inclinando más los flaps de sus alerones trae consigo un inconveniente, el aumento considerable de la resistencia aerodinámica (Drag) que es el principal responsable del aumento del consumo.  Así, tener un coche que te permita ir muy bien en curvas gracias a su carga te lastrará mucho en las rectas tanto en velocidad como en consumo debido al drag.
En contra, si tienes un coche que genere poca carga, te hará veloz en recta y tu consumo será más bueno pero perderá mucho tiempo en curvas rápidas o que necesiten tracción.
Quiero hacer un apunte aquí que creo que puede ser aclaratorio. Hay coches que por su diseño son capaces de generar carga sin la necesidad de añadir los elementos antes mencionados. El efecto suelo y el difusor son dos factores de gran importancia en este asunto ya que son los únicos que generan carga sin añadir drag. El RB9 llegó a tener  tan perfeccionado su difusor  que  no necesitaba de mucha ala en el alerón trasero para obtener una alta carga aerodinámica que traía consigo que sus pilotos pudieran  ir con la misma configuración muy rápido tanto en recta y como en curvas.  Este sería un buen ejemplo de eficiencia.
Por tanto, aquél equipo que sea capaz de depurar su aerodinámica tendrá un punto a su favor. Eliminar todo lo superfluo, pulir al máximo el diseño para conseguir el objetivo buscado, una alta carga sin aumentar el drag. casi nada.
Transmisión: El segundo factor importante. Aquí entran en liza varios elementos pero destacaremos dos, el motor y la caja de cambio.

1- Motor. La potencia de un motor de Fórmula 1 está ligado obligatoriamente al aumento/reducción del consumo. El ideal, todos lo conocemos pero no es fácil conseguirlo. En ambos casos, los ingenieros tratan de garantizar la mayor fluidez posible en el funcionamiento del motor. Las fricciones internas generadas por el movimiento de las piezas mecánicas absorben, cuando el coche está desarrollando su plena potencia, hasta el 40% de la energía mecánica que procede de la combustión del carburante. Las fricciones representan un derroche de energía que se intenta reducir adecuando las características del lubricante. Por tanto, un buen diseño y un buen sistema de lubricación permiten reducir las fricciones para aumentar el rendimiento del motor u disminuir el consumo.

Una forma de pulir defectos y aumentar las prestaciones será el trabajo de mapeado de motor. Será la única manera de obtener resultados y mejorar los fallos una vez que se presente el diseño definitivo del motor a la FIA antes de que se inicie el campeonato. Su interacción con el ERS será vital en ese sentido. Utilizar la energía acumulada en los puntos clave de cada pista ayudará a reducir el consumo de forma importante pero sobre todo, pobre de aquel que no disponga un sistema fiable de ERS, está condenado al fracaso.  

2- Caja de cambios. Poco tengo que decir ya después de los dos artículos dedicados a ella pero solo un apunte. Una perfecta relación de cambio ayudará a disminuir el consumo y para ello, la mayoría de los equipos apostarán por utilizar las ocho velocidades que les permite la normativa.
Bien, una vez visto algunas de las claves de los diseños para el 2014 por separado hay que unificarlos. Recordar, buscamos la eficiencia. Para ello los ingenieros pueden compensar posibles virtudes/defectos para intentar conseguir el ansiado premio. Os pongo un ejemplo.

Imaginaros que un motorista presenta un motor que tiene su mejor virtud el bajo consumo pero que en potencia se quedan más cortos que la competencia. Si yo fuera el director técnico me inclinaría por diseñar un chasis y una aerodinámica que tuviera un puntito más de carga que el resto. De esta forma, el excesivo drag lo compensaría con un menor consumo y encontraría la eficiencia. En contra, si el motor es muy potente pero largo en consumo sería un suicidio diseñar un coche de carga alta, estarías condenado a ahorrar sí o sí.
La frase "Somos pilotos de carreras de velocidad, no ahorradores de combustible" será una queja amarga que oiremos mucho durante algún tiempo, el que tarden los ingenieros de motores y aerodinamistas en contra el balance idóneo. Por el momento, nadie logra extraer la potencia deseada al motor si quiere cumplir con el consumo. Veremos cuánto dura, pero eso será otra historia.