F1 - El mundo de la fórmula uno

BMW Sauber es el primer equipo ha presentado la primera versión adaptada del innovador conducto de ventilación inventado por McLaren en la primera carrera de esta temporada. La apertura, que en el caso del BMW Sauber, se encuentra sobre los pontones, incide directamente sobre el alerón trasero. Sin embargo, hay diferencias notables en comparación con el sistema de McLaren. El aire se dirige a la sección principal del alerón trasero (zonas resaltadas en azul y amarillo en el dibujo), mediante una prolongación de la aleta de tiburón que precede al conducto de ventilación superior, mientras que en el caso del McLaren la salida se encontraba en la parte trasera del chasis.

Renault ha modificado el alerón delantero respecto del que presentó en Bahrein para el Gran Premio de Australia. La nueva versión (que puede verse a la izquierda del dibujo) cuenta con una versión diferente de las pequeñas placas que pueden verse en las solapas superiores. Además de ser más pequeñas, también han sido remodelado, y ahora tienen una forma de ala en lugar de un simple perfil, como en el modelo anterior (ver el dibujo de la derecha). Robert Kubica probó esta solución durante los entrenamientos del viernes y tanto él como su compañero de equipo, Vitaly Petrov han usado esta solución en la calificación y en la carrera de Melbourne, y no parece que les haya funcionado del todo mal, en especial a Robert Kubica.

Los comisarios del Gran Premio de Bahrein pidieron a McLaren que cambiara los perfiles de ciertas partes de su alerón delantero (las zonas destacadas en amarillo en el dibujo), obligándoles a que dieran una forma más redondeada a las aristas de su alerón. Así, en Australia, los cambios han surtido efecto, teniendo en cuenta que se trata de un área muy importante en el control de las turbulencias de aire que se generan por delante de los neumáticos delanteros.

Ferrari ha introducido un nuevo paquete aerodinámico para el F10 en Melbourne. Las placas terminales de su nuevo alerón delantero son notablemente diferentes. El exterior de las aletas pequeñas son ahora más simples (ver flecha 1 del dibujo) y más bajas, mientras que las placas terminales están más curvadas hacia el exterior (ver flecha 3 del dibujo) de la parte trasera, mejorando el flujo de aire que incide directamente hacia el exterior de los neumáticos delanteros. Con esta nueva forma, se ha reducido el tamaño de la sección vertical de la placa terminal (ver flecha 2 del dibujo).

Junto con los nuevos pilares centrales que sujetan el alerón al morro del coche, muy similares a los de Mercedes GP, los pilotos de Force India han utilizado flaps ajustables en el alerón delantero (flecha roja del dibujo), por primera vez, en este Gran Premio de Australia, con el fin de reducir los problemas de subviraje que sufrieron en Bahrein.

McLaren ha tenido que modificar el difusor trasero de su MP4-25 tras las aclaraciones de la FIA respecto de la normativa. La apertura horizontal en la parte central del difusor se consideró más amplio de lo necesario para permitir el acceso al motor de arranque mediante el sistema de arranque de motores externos. Se ha mantenido la misma forma (como puede apreciarse en la imagen del círculo), pero con una apertura más pequeña.

Desde el lanzamiento del MP4-25 su sofisticado paquete aerodinámico ha atraído mucho la atención, para bien y para mal. La caja de aire se divide en dos canales. El canal inferior (flecha azul inferior) está diseñado para enfriar el radiador de la caja de cambios. El aire caliente expulsado a continuación, golpea a su salida el borde inferior del alerón trasero y el difusor (ver las pequeñas flechas rojas).

El canal superior (flecha azul superior) se alimenta de aire a través de la aleta de tiburón que se conecta con el alerón trasero. El aire es expulsado hacia el alerón trasero a cierta velocidad.

Estos dos canales se combinan entre sí para restar eficacia al alerón trasero a altas velocidades, reduciendo la fricción y por lo tanto aumentar la velocidad máxima.

Para controlar este sistema han colocado un conducto en la parte delantera del chasis, que recoge aire adicional en el proceso, por lo que en las rectas, donde esta solución es más importante, los pilotos tienen la posibilidad de cerrar el conducto con la pierna izquierda o con la mano, mediante un dispositivo situado en algún punto del cockpit.

Los tubos de escape en el RB6 fueron reposicionados para Bahrein. Antes, las salidas estaban por encima de los brazos transversales inferiores de la suspensión trasera (como en los coches del año pasado). Ahora están mucho más bajos, quedando incluso por detrás de los neumáticos.

Este diseño aumenta la eficiencia de los canales laterales del difusor trasero. Sin embargo, podría suponer un riesgo a bajas velocidades, como por ejemplo en caso de rodar detrás del coche de seguridad, ya que un menor flujo de aire sobre el coche tendría menos impacto sobre la cantidad de aire que puede ser redirigida al torrente de aire caliente que producen los gases de los escapes.

Afortunadamente, el coche de seguridad no apareció en pista durante toda la carrera, y parece que la solución les dio un buen rendimiento. ¿Habría conseguido Fernando Alonso rebasar a Vettel si no hubiese tenido esos problemas mecánicos en la bujía de su RB6?

Durante las pruebas de pretemporada, concretamente en las celebradas en última instancia en Barcelona, Ferrari presentó una nueva versión modificada del alerón delantero del F10.

En comparación con la versión anterior (imagen del círculo), podemos apreciar que en la versión modificada cuenta con una pequeña modificación en la parte trasera del footplate (1) y un nuevo perfil que nace del  borde interior del endplate del alerón delantero (2).

Para comprender mejor los términos, dejo un dibujo con la nomenclatura de los diferentes componentes aerodinámicos que pueden estar presentes, o no, en un alerón:

Antes de la segunda carrera de la temporada en Australia, la FIA tiene previsto emitir una aclaración de las normas relativas a los difusores traseros.

Los reglamentos permiten un agujero en el difusor para facilitar el acceso al motor de arranque del motor. Sin embargo, existe una creciente preocupación de que los equipos pueden estar usando esta “laguna” para obtener beneficios aerodinámicos, diseñando motores de arranque de forma inusual para justificar aperturas en los difusores particularmente grandes y trabajadas.

No sería sorprendente comprobar que muchas escuderías modifiquen sus difusores traseros para Melbourne con el fin de apaciguar a los comisarios.

El incidente de la pasada temporada, cuando el Renault de Fernando Alonso protagonizó el incidente de la rueda rebotando por la pista en el Gran Premio de Hungría de 2009, llevó a la FIA a imponer nuevas normas para esta temporada incluyendo tuercas de seguridad en las ruedas, para que estas sigan ancladas al coche.

La solución de Ferrari ha sido la de crear todo un nuevo tapa cubos para las ruedas, que cuenta con una captura cada lado de la tuerca que encaja en su posición  cuando el mecánico quita la pistola de neumáticos tras el cambio de ruedas.

Para la temporada 2010, la FIA ha prohibido los carenados de fibra de carbono en las ruedas que se hicieron tan populares en 2009. Así, un diseño que puede ser visto como ir en contra del espíritu de los Nuevos Reglamentos, pero que ha sido aprobado por la FIA, Ferrari ha incorporado un dispositivo aerodinámico integral en el diseño de su llanta.

El dispositivo es desmontable, pero para ser legal está hecho del mismo material que el borde de la llanta. Como las llantas tienen que ser homologadas y no pueden ser cambiadas durante la temporada, los rivales de Ferrari, no podrán copiar esta solución aerodinámica.

Una nueva solución en el Mercedes está en la pirámide de la chimenea del monoplaza, que actúa como un divisor de la aerodinámica en la entrada de aire, separando y acelerando el flujo de aire entrante (doble flecha azul).

Normalmente esta estructura es simple, siguiendo la forma misma forma de la entrada de aire, pero en el diseño de Mercedes », esta forma es alterada de forma independiente, evitando la necesidad de una nueva prueba de choque, adelantándose a posibles cambios de esa pieza que puedan considerarse necesarias en el transcurso de la temporada.

La flecha azul indica un segundo conducto de aire, y la flecha roja indica el agujero obligatorio que todos los monoplazas deben tener para poder ser elevados por la grúa y sacarlos fuera del circuito en caso de accidente.

Al igual que Ferrari, Red Bull quería ganar más espacio para su doble difusor. Y así, la solución adoptada por el director técnico, Adrian Newey, ha sido la de elevar la posición de la caja de cambios (ver el área resaltada en amarillo del dibujo).

La suspensión trasera del RB6 está ahora ligeramente más elevada sobre el suelo que antes. Un beneficio adicional de esta solución es que el equipo ha sido capaz de mantener la misma configuración de la barra de la suspensión trasera, ya que con su ligera elevación ahora los puntos están más bajos, haciendo que no interfieran con la nueva sección del difusor central.

La parte trasera del nuevo MP4-25 cuenta con diversas soluciones aerodinámicas que se han elaborado mediante pruebas en el túnel del viento y trabajos en pista. A simple vista, la distancia entre ejes del coche es más larga, con una caja de cambios más estrecha y larga, que llama la atención, pero en realidad la gestión del flujo de aire en la parte trasera es lo más inusual de este diseño.

Al igual que en el Red Bull, las salidas de los tubos de escape se han desplazado hacia la parte trasera del coche (ver la flecha roja grande), mientras que el aire del radiador de la caja de cambios, se enfría con la ayuda del flujo de aire cuidadosamente canalizado a través de la que denominaremos “caja de aire” (ver flecha azul), y así puede ser también utilizado para el beneficio de la aerodinámica del coche.

Este torrente de aire enfriado y proveniente del radiador de la caja de cambios, es dirigido hacia la parte superior de la sección inferior del alerón trasero y del difusor (ver las flechas rojas pequeñas), que incide directamente con el flujo de aire sobre estas piezas a ciertas velocidades, provocando la parada de este torrente de aire, haciendo que ese flujo de aire ya no llegue al alerón trasero, y el coche pierda carga aerodinámica en el tren trasero, ideal para conseguir más velocidad punta en tramos rápidos.

Otro cambio en el diseño del MP4-25 es el pilar central único sobre el que se monta el alerón trasero.

Para conseguir crear más espacio y poder albergar un difusor más grande, el motor del F10 está montado en un ángulo de 3,5 grados (1).

El resultado es que las salidas de los tubos de escape se encuentran más hacia la parte delantera del coche (2) que antes, creando más espacio para una sección más grande en el difusor central.

Curiosamente existe un precedente histórico con este enfoque. En 1970, el diseñador de la desaparecida escudería Arrows, Tony Southgate, montó el motor del sofisticado A2 en un ángulo de cuatro grados (dibujo inferior).

El director técnico de Renault, James Allison, nos habla del coche del equipo Renault para 2010, tras su lanzamiento, y explica cómo los últimos cambios en la reglamentación de la Fórmula 1 han afectado a su diseño y desarrollo…

Pregunta: James, ¿qué diferencias hay entre el R30 en comparación con su predecesor del año pasado, el R29?

James Allison: Es muy diferente, ¡hasta mi madre podría notar las diferencias exteriores! El R30 es un coche mucho más esbelto y atractivo que su predecesor. Estos cambios no se han hecho buscando un atractivo estético, sino que son el resultado de un desarrollo aerodinámico intensivo que ha beneficiado la estética del R30. Pero bajo este chasis también hay muchos cambios considerables. Las mayores diferencias son el resultado de albergar un depósito de combustible mucho más grande para adaptarnos a las normas de 2010 y re-optimizar el coche sin KERS, pero hay cientos de otras mejoras en el conjunto del vehículo.

P: ¿Cuáles fueron los principales desafíos a los que se enfrentó el equipo técnico durante el invierno?

JA: Aunque esta es la segunda temporada con los reglamentos aerodinámicos actuales, la adaptación a la prohibición de reabastecimiento de combustible en el año 2010 ha requerido una arquitectura completamente diferente en el coche. Además, la parte trasera del coche ha sido considerablemente revisada a fin de permitir que el coche aproveche todo el potencial de los "dobles-difusores" que se introdujeron por primera vez el año pasado.

P: ¿Qué más nos puedes contar sobre el paquete aerodinámico? ¿Se trata de un caso de evolución o de revolución?

JA: Como en cualquier año donde la reglamentación aerodinámica es estable, el desarrollo aerodinámico es una mezcla de ambos. El túnel de viento ofrece siempre una cierta cantidad de datos que aplicar en un laborioso desarrollo iterativo, pero los pasos más grandes surgen de la introducción de nuevos conceptos. El R30 no ha sido diferente en este sentido.

P: ¿Qué papel ha desempeñado el equipo de CFD en el diseño del nuevo coche?

JA: El CFD desempeña un papel más importante en el desarrollo del coche cada año. El centro CFD de Renault F1 ha estado 12 en construcción y ahora está realmente produciendo resultados que van desde el detalle de la refrigeración de los frenos hasta los amplios conceptos de diseño aerodinámico para el diseño total del coche. Somos cada vez más dependientes de los ingenieros de CFD para alimentar el túnel de viento con nuevos conceptos aerodinámicos.

P: ¿Cómo de grande esperabas que sería el impacto sobre la prohibición de reabastecimiento y cuál ha sido la reacción del equipo ante esta situación?

JA: Acoger a un depósito de combustible mucho más grande tiene un efecto evidente en la célula de supervivencia que alberga un depósito más grande. El efecto global en el diseño y funcionamiento del coche es mucho más grande todavía. Por ejemplo: unas cargas más pesadas de combustible significa unas condiciones mucho más difíciles para los frenos. Además, el comportamiento del coche en vacío o con el tanque lleno hará que las condiciones de la suspensión tenga que ser capaz de hacer frente a una gama más amplia de variaciones. También hay que considerar que al no poder llenar el coche con combustible refrigerado en las paradas en boxes, el combustible dentro del tanque tendrá que soportar el efecto de calentamiento del motor durante mucho tiempo. El combustible caliente reduce el rendimiento del coche, y si se pone demasiado caliente puede vaporizarse en el tanque haciendo que las bombas de alimentación del motor no funcionen correctamente. No poder repostar también cambia por completo las prioridades estratégicas durante la carrera, respecto a lo que estamos acostumbrados en los últimos años. Un ejemplo de ello es la manera en que el coche deberá correr detrás del coche de seguridad. Bajo las normas del año pasado todos los equipos colocaron en los coches dispositivos de combustible de extremo ahorro para activarlos tan pronto como el coche de seguridad salía a pista. En 2010 en virtud a las normas tendremos que hacer exactamente lo contrario: habrá que adaptar el coche para quemar el exceso de combustible que de otro modo se acumulará al rodar de un modo más lento, a fin de asegurarse de que no lleven un exceso de combustible una vez que el coche de seguridad salga de la pista.

P: ¿Cuáles crees que son los objetivos realistas para la temporada que se avecina?

JA: Nuestro objetivo es iniciar la temporada 2010 mucho mejor de lo que acabamos de 2009. El tiempo dirá donde nos encontramos realmente. De todos modos, independientemente de cual sea nuestro nivel inicial, tenemos un programa de desarrollo muy agresivo previsto para este coche y estamos seguros de que vamos a volver a luchar por los podios y a ganar una carrera muy pronto.

Como resultado de la prohibición de repostar, los coches de 2010 tienen unos chasis más largos, tal y como ya se había predicho, los diseñadores se han visto obligados a alojar unos depósitos de combustible más grande, y como resultado, los coches que estamos empezando a ver son más grandes que sus predecesores.

Uno de los mayores retos de ingeniería para esta temporada es el de minimizar este aumento de la distancia entre ejes, al mismo tiempo que se trata de minimizar el impacto que suponga en el coche cualquier tipo de aumento en sus dimensiones.

Trasladar el puesto de conducción, o cabina, un poco más hacia la parte delantera del coche y fabricar una caja de cambios más pequeña son dos de las opciones posibles.

Habría una tercera posibilidad, ya desarrollada anteriormente, pero que no se ha visto en las parrillas de Fórmula 1 desde hace más de una década. En 1998 Alan Stewart Jenkins y John Arrows Barnard modificaron la posición del depósito de aceite, llevándola desde su posición tradicional junto a la caja de cambios (flecha roja del coche de la izquierda del dibujo) a una nueva ubicación inmediatamente detrás de la cabina del piloto (flecha roja del coche del medio del dibujo).

Este concepto tenía la ventaja de que la posición del peso del tanque respecto del peso total del coche hacía que quedase más cerca del centro de gravedad, reduciendo así el peso general del coche, gracias a la necesidad de instalar tuberías más cortas. Y ahí es donde el tanque de aceite se ha mantenido hasta ahora.

Pero con el nuevo reglamento, el tanque de aceite podría volver a la posición inicial, junto a la caja de cambios, reduciendo así la penalización que supondría en su anterior ubicación respecto a la distancia entre ejes.