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¿Cómo es la preparación de la vuelta de clasificación en la F1?
La preparación de la vuelta de clasificación se está convirtiendo en un aspecto cada vez más importante en el rendimiento. El tema volvió a cobrar relevancia después de los problemas de Charles Leclerc para exprimir todo el potencial del SF-24 en la clasificación del Gran Premio de Japón 2024 a pesar de que siempre acostumbra a hacer buenas sesiones clasificatorias.
Dejando a un lado el caso concreto del piloto de Ferrari, es interesante entender por qué todo es más complicado para poner los neumáticos a la temperatura adecuada para la vuelta de clasificación. Y así surgió la idea de preguntar a Pirelli, el único proveedor de gomas en el campeonato, para saber cómo pueden abordar los equipos este delicado tema.
El responsable de la firma italiana, Mario Isola, se puso a nuestra disposición para explicarnos, de forma sencilla e informativa, la naturaleza de un problema que no es fácil de resolver, ni siquiera para los ingenieros de las escuderías.
Antes de entrar en los detalles de la vuelta de calentamiento, hay que hacer una premisa más general, introduciendo el concepto de rango de trabajo de un neumático de Fórmula 1. ¿Cómo se mide el rango de trabajo de un neumático?
"En un gráfico cartesiano, en las ordenadas, mostramos el agarre del neumático, y en las abscisas, las temperaturas producidas", explicó. "Cualquier compuesto desarrollado para el automovilismo genera poco agarre en frío. El valor de adherencia aumenta a medida que sube la temperatura, y observaremos una curva que irá creciendo hasta alcanzar un pico, más allá del cual se producirá una caída notable del agarre debido al sobrecalentamiento".
Así pues, tendremos una curva de diseño diferente para cada uno de los cinco compuestos que existe, pero, ¿cómo se encuentra el rango de trabajo?
"Una vez alcanzado el pico de agarre, en el punto más alto de la curva, el gráfico desciende convencionalmente un 3% para encontrar lo que definimos como el rango de trabajo, que es una línea entre dos puntos que intentamos hacer más plana, pero, sobre todo, lo más ancha posible".
"Nuestro objetivo, es dar a los pilotos el neumático con el margen más ancho, para que tengan un rango de trabajo más amplio. En el gráfico se puede ver que el rango de trabajo varía en función de si el compuesto es más o menos blando, y de otros parámetros que analizaremos más adelante".
En nuestro gráfico partimos de un neumático frío, mientras que en la Fórmula 1, para facilitar su uso, los neumáticos se precalientan en mantas térmicas hasta una temperatura máxima de 70ºC, fijada por el reglamento de la FIA. Los pilotos, por tanto, al salir de boxes, se encontrarán con una goma ya capaz de garantizar un valor mínimo de agarre.
Puede parecer extraño, pero hay equipos que, sufriendo un sobrecalentamiento endémico en la vuelta de clasificación, intentaron incluso reducir la temperatura en las mantas. No es de extrañar, pues, que el efecto de la preparación para la vuelta se traslade a las fases previas a la entrada en pista, en un intento de encontrar la mejor manera de gestionar el compuesto en función de cada monoplaza.
Nos dimos cuenta de que cada compuesto alcanza un pico de agarre diferente, y el dibujo en una curva en el gráfico nunca es la misma, por lo que incluso la línea que determina el rango de trabajo puede ser más o menos amplia y con temperaturas de uso bastante diferentes. No debe extrañarnos, por tanto, si observamos coches rápidos con un compuesto y mucho menos con otro.
En resumen, ¿podemos decir que existe una ventana para cada compuesto?
"Sí, y en el pasado también habíamos hecho pública esta información. Ya no lo hacemos porque las ventanas de uso de los neumáticos están muy influenciadas por una serie de parámetros que pueden alterar significativamente los datos. Podemos empezar por el tipo de asfalto, para llegar a los ajustes de la puesta a punto de la suspensión. No hay que olvidar que existe un componente de agarre mecánico y otro de adherencia, por lo que hay coches que estresan los neumáticos de forma muy diferente".
Durante las tandas largas y en los stints de carrera, los pilotos intentan no salirse de la ventana ideal de los neumáticos con el objetivo de obtener el máximo rendimiento y a su vez el menor desgaste, limitando así la degradación. En cambio, si te preparas para la clasificación, el planteamiento cambia por completo, puesto que el margen es menos importante y buscas otros parámetros.
¿Cuáles?
"La respuesta es sencilla. En una vuelta en seco, el piloto intenta acercarse lo máximo posible al pico de adherencia, evitando sobrecalentar el neumático. Por lo tanto, actuamos en un rango muy estrecho, porque intentamos reducir a cero esa desviación del 3% que existe entre el rango de trabajo y el pico de agarre".
¿Por qué es tan importante hoy en día aprovechar ese 3% extra de agarre en la vuelta en seco?
"La razón es la competitividad de la Fórmula 1 actual. Tenemos una parrilla de 20 coches que a veces se compacta en poco más de un segundo. En el pasado hemos vivido temporadas en las que las primeras posiciones estaban en márgenes de dos o tres décimas por vuelta y, entonces, se podía trabajar en torno a esa línea, mientras que con una competición tan selectiva, en la que todos están muy juntos, separados por centésimas, es fundamental llegar al pico de agarre, ese es el secreto que hay que buscar en la clasificación".
Otro elemento que complica la búsqueda del pico de agarre en clasificación es la falta de lo que se conoce como equilibrio.
"Los ejes delantero y trasero no funcionan de la misma manera y, por lo tanto, hay que estudiar estrategias de picos de temperatura para encontrar lo que se conoce como un buen equilibrio antes de la línea de meta".
Los neumáticos traseros, en tracción, llegan más fácilmente al pico de agarre, mientras que los delanteros sufren más por estar listos. Esa es otra razón por la que la vuelta de calentamiento cobra importancia: "Los equipos diseñan sus propias estrategias para llegar a la vuelta, pero lo que funciona en un coche no tiene por qué funcionar en otro".
Por eso, es interesante saber cómo activar la energía térmica adecuada en los neumáticos. Básicamente, hay tres formas de hacerlo:
- por contacto con el asfalto
- por deformación de la carcasa
- por frenado
En el primer caso, se genera calor superficial en la banda de rodadura como resultado de estar sobre el asfalto, con lo que los neumáticos traseros que se calientan en la tracción durante la aceleración, y los delanteros en la frenada.
Con la deformación de la carcasa, en cambio, es posible elevar la temperatura en la estructura de la goma, lo que actúa sobre el corazón del neumático. Entonces se necesitan las fuerzas laterales que actúan en las curvas a alta velocidad y la carga aerodinámica.
A baja velocidad, se puede aprovechar la frenada para generar calor en el neumático. Hay pilotos que tratan de mover de la parte delantera a la trasera, o viceversa, según sea necesario. Con los neumáticos de 13 pulgadas también se tendía a calentar las llantas al irradiar el calor de las pinzas y los discos para transferirlo a los neumáticos.
En cambio, con los monoplazas de efecto suelo, que montan neumáticos de 18 pulgadas, la filosofía es intentar extraer la temperatura de la curva, por lo que hemos visto la aparición de elementos de fibra de carbono en los que se intenta hacer circular aire fresco, precisamente para evitar el sobrecalentamiento.
Cada vez está más claro por qué es tan importante una vuelta de preparación para la clasificación, pero también hay otros elementos que no deben pasarse por alto, y es la trazada de los circuitos.
"Teóricamente, el piloto busca la manera de llegar al inicio de la vuelta rápida con la parte delantera y trasera en el pico de agarre, pero no siempre es así. Hay circuitos en los que es mejor empezar la vuelta con la parte trasera sin estar lista del todo. El ejemplo claro lo tenemos en Barcelona, cuando llegas al tercer sector, necesitas tracción".
"Si has usado demasiado el neumático, el trasero entra en sobrecalentamiento, perdiendo mucho agarre y, por tanto, rendimiento. Es importante saber gestionar los dos primeros sectores, para encontrar un buen equilibrio. Basta con salirse unos diez grados para perder el pico de agarre y pagar una especie de peaje en tiempo por vuelta".
"La lectura de la carrera, por otra parte, cambia porque está el aumento de peso debido al depósito de combustible lleno [hasta 110 kilos]. Es impensable mantenerse en el pico de agarre, pero intentas bajar al rango de trabajo que es lo que necesitas para gestionar el stint".
¿Cuál es el riesgo? Si subes demasiado el ritmo de carrera con las temperaturas acabas con sobrecalentamiento, y entonces baja el rendimiento. Los equipos se ocupan de eso, trabajan para evitarlo y mantenerse en el margen adecuado.
La F1 volvió a China después de cinco años, en una pista con características particulares.
"El trazado de Shanghái pone en serias dificultades a la parte delantera izquierda, porque está esa curva 1 tan larga que casi va hacia atrás, en la que el neumático puede no estar listo todavía porque se necesita mucha energía. En ese punto hay que tener mucho cuidado para no generar graining, es fácil que aparezca con un compuesto que aún no ha cogido temperatura y, por tanto, es débil".
"En clasificación, el graining provoca una reducción del rendimiento. En carrera, en cambio, es más fácil de gestionar porque durante el stint es un fenómeno que tiende a desaparecer. Shanghái podría ofrecernos algunas situaciones especiales porque no hará calor y en frío es difícil mantener la temperatura de los neumáticos, ya que hay dos largas rectas".
Mario Isola puso otro ejemplo y nos habló de Bakú, el circuito urbano con una sección rápida y una recta de dos kilómetros.
"Lo que ocurre es que el aire enfría el neumático en las rectas. Es cierto que se reduce la temperatura en la superficie y no en el compuesto en sí, pero cuando se llega al final de la recta en la frenada, el piloto tiene menos agarre. En Bakú registramos un descenso de 30ºC entre el inicio de la recta y el final. Y el piloto tiene que ser consciente de esas variaciones para no tener sorpresas. El mismo problema podría darse el fin de semana en Shanghái si hace fresco".
No es de extrañar, por tanto, que los equipos monten sensores de temperatura en los coches para recoger la mayor cantidad de información útil posible.
"Lo que nos gustaría es conocer la temperatura del compuesto, es decir, el corazón del neumático, pero no tenemos instrumentos capaces de hacerlo. Así que colocamos un sensor de infrarrojos en la carcasa que, de alguna manera, puede darnos cuál es la sensibilidad. Si la temperatura de la superficie puede cambiar mucho con la exposición de la banda de rodadura al aire, la tracción y el frenado, la temperatura tiene un poco más de inercia e identifica mejor cómo está funcionando el compuesto".
Queda una pregunta: ¿dónde se produce el sobrecalentamiento?
"Principalmente en la superficie. Y en este tema hay otro aspecto que no hay que pasar por alto, que son los sensores, que intentan cubrir toda la banda de rodadura, porque las temperaturas varían mucho de un punto a otro. Dependiendo de la configuración y del funcionamiento de la suspensión, se busca un rango de temperaturas lo más uniforme posible. Hemos observado que puede haber variaciones entre un coche y otro de la parrilla por los diferentes ángulos de caída".
Para facilitar la investigación y el desarrollo, cada año entregan a los equipos el modelo de su neumático, ¿qué información contiene?
"Toda la información de la que hemos hablado hasta ahora, porque se trata de un modelo termomecánico que define el agarre del compuesto a medida que cambia la temperatura. Cuando los equipos conectan nuestro neumático virtual a su simulador, en teoría debería funcionar exactamente igual que el real. Ahora tenemos resultados que se acercan mucho a la realidad. El grado de fiabilidad es muy alto".
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