¿Cómo se fabrica y cuánto cuesta un coche de Fórmula 1?

Cada monoplaza de Fórmula 1 se compone de unos 14.500 componentes individuales, y cada uno de esos elementos se fabrican a medida, con diseño asistido por ordenadores (CAD) que desarrollan las piezas y fabricación asistida (CAM) o procesamiento manual.

A diferencia de muchas otras categorías, cada coche de la máxima categoría del automovilismo es único, a diferencia de la F2, que tiene un chasis estándar.

A partir de 2022, los monoplazas deberán usar ciertas partes 'estándar' y otras 'prescritas' que los equipos deben construir conforme a un diseño ya establecido. También habrá 'piezas transferibles' como las cajas de cambios y los embragues, que se pueden comprar y vender entre los distintos equipos.

El nuevo reglamento técnico limita los diseños de los equipos. Eso incluye establecer dimensiones específicas para los alerones y los bargeboards, así como definir áreas aerodinámicas prohibidas y restringir ciertas aleaciones de alto coste en los motores.

¿Cuándo comienza el proceso de creación de un F1?

Diseñar un monoplaza de Fórmula 1 lleva mucho más tiempo de lo que piensas. De hecho, los mejores equipos en realidad comienzan a trabajar con más de una temporada de antelación.

El proceso comienza cuando los líderes del equipo de motores y los líderes del equipo de chasis conversan sobre un enfoque general teniendo en cuenta los siempre importantes comentarios de cada uno de sus pilotos sobre el coche actual.

A medida que avanza el tiempo, el diseño se vuelve más complicado y detallado, y el objetivo del equipo se aleja lentamente del desarrollo del monoplaza actual para trabajar más en el futuro.

Durante la temporada, cada vez más personal de diseño se traslada al nuevo coche, pero solo en invierno todos se unen por un mismo objetivo, con elementos ya fabricados y diseños que son convertidos en piezas reales.

Diseño y desarrollo de un coche de F1

El desarrollo comienza en la oficina de diseño, donde los diferentes equipos de personas se sientan detrás de los ordenadores CAD que producen dibujos complejos en 3D de las nuevas piezas, que pueden llegar a ser cientos cada día en su máximo rendimiento.

Diferentes subgrupos se ocupan de diferentes áreas o aspectos del monoplaza, como la transmisión, la electrónica, el diseño mecánico y la aerodinámica, así como el diseño compuesto, que implica planificar la forma en que se fabrican las piezas.

La aerodinámica es una de las áreas más importantes y los equipos suelen dividirse en 3 o 4 grupos, cada uno centrado en un área diferente. Crean diseños para probar en CFD (dinámica de fluidos computacional) para decidir cuáles se van a probar realmente en el túnel de viento.

En el pasado, algunos equipos en realidad colocaban coches a gran escala en los túneles de viento, pero ahora el máximo se establece en un 60% para reducir los costes (ya que las piezas cuestan mucho más para construir a gran escala que el 60%).

La mayoría de las piezas del modelo ahora se fabrican con prototipos rápidos e impresión 3D. En el túnel, el coche está atornillado a una columna central y un ventilador gigante lanza aire sobre él a gran velocidad.

El modelo está lleno de sensores para registrar la velocidad y la presión, mientras que la columna vertebral está unida a una balanza sensible para medir la carga aerodinámica. El monoplaza se mueve dinámicamente para cambiar la altura y la inclinación como lo hace en la pista.

Los equipos ahora están limitados en cuanto al tiempo de uso del túnel: en el pasado, se sabía que Ferrari corría las 24 horas, los 7 días de la semana en tres ubicaciones distintas. La velocidad también está limitada a un máximo de 180 km/h, lo cual significa que no pueden probar completamente todos los aspectos del rendimiento.

También hay límites en la cantidad de tiempo que pueden pasar en CFD y en el túnel de viento que varían, dependiendo de dónde terminó el equipo en la temporada anterior. El último clasificado obtiene un 25% más de tiempo de uso en el túnel que los campeones.

La fabricación de un Fórmula 1

Alrededor del 80% del coche está hecho de compuestos y la fibra de carbono 'pre-impregnada' es el material principal. Esta estera tejida de pequeños hilos de carbono recubiertas con resina se suministra en rollos gigantes y se almacena en congeladores para mantenerla fresca.

Las piezas de fibra de carbono comienzan su vida útil con un patrón, generalmente hecho de epoxi utilizando máquinas fresadoras de cinco ejes que utilizan datos CAD para cortar con una precisión de 0,05 mm. Luego, los patrones se usan para fabricar un molde hembra de fibra de carbono, que luego se usa para hacer la pieza final.

Las áreas de fabricación compuestas de una fábrica de F1 son entornos clínicos, con la presión del aire, la humedad y la temperatura estrictamente controlados y los trabajadores que usan monos protectores limpios y protectores de zapatos en todo momento. Esto se debe a que cualquier impureza que ingrese a la pieza podría causar una falla catastrófica.

Como ejemplo, McLaren tiene 130 personas trabajando sobre las piezas en cualquier momento, en la sala de limpieza, en el ajuste y el ensamblaje, el taller de patrones y los talleres mecánicos. Los equipos más pequeños subcontratan este proceso de fabricación.

El tejido de fibra de carbono se corta con precisión en formas específicas, definidas por el departamento de diseño de compuestos, y estas se colocan de manera muy precisa, ya que las diferentes direcciones de los hilos brindan diferentes direcciones y propiedades de resistencia.

La colocación de piezas todavía se realiza a mano, asistida por un sistema de colocación láser guiado por ordenador. Se utilizan más capas en las partes que soportarán más tensión, y algunas partes, como el chasis, tienen diferentes grosores en diferentes áreas según los requisitos de rigidez.

De hecho, la naturaleza compleja de la fabricación de la fibra de carbono ha permitido a los equipos romper las reglas, literalmente, al crear alerones que son más débiles en ciertas áreas y pueden flexionarse con baja carga.

Una vez que el carbono está depositado en el molde, se coloca en una bolsa de vacío, se mete en un autoclave (un horno muy grande) y se somete a presión. Luego se cura a una temperatura y una presión controlada durante horas.

Las altas temperaturas en el autoclave derriten la resina entre los hilos de carbono para que se esparza y ​​luego fragüe, creando una pieza sólida. La cantidad de tratamientos al vacío y la cantidad de procesos de curado térmico también pueden afectar a la pieza final.

Junto con el proceso de fibra de carbono, también hay una gran cantidad de fabricación de metales, en gran parte utilizando metales "exóticos". Alpine, por ejemplo, utiliza 16 máquinas para procesar todas estas piezas y las reemplaza cada tres años.

Momento de poner a prueba las piezas

¿Recuerdas esas 14.500 piezas mencionadas al principio? Bueno, todas deben ser inspeccionadas y aprobadas antes de que lleguen al monoplaza, y nunca hay solo una pieza de cada.

Se realizan una gran cantidad de pruebas antes de que el coche pise el asfalto por primera vez, para asegurarse de que haya la mayor certeza posible en la fiabilidad.

Los materiales se someten al microscopio (literalmente) y cada parte del monoplaza se someterá a pruebas no destructivas (END) con rayos X o técnicas de ultrasonido para evaluar la unión de las juntas y el estado del laminado, controles de firmeza, controles visuales y una limpieza a fondo.

Las máquinas de medición por coordenadas (CMM) basadas en ordenadores, junto a los dispositivos láser portátiles, también se utilizan para verificar las dimensiones, midiendo con una precisión de micras para garantizar un ajuste perfecto, así como su legalidad según el reglamento.

Luego, todos los subensamblajes y ensamblajes se ejecutan en plataformas de test dinámicos que ponen las piezas a prueba, haciendo coincidir las temperaturas y los ciclos de movimiento que esperarían ver en acción en la pista.

A cada pieza se le asigna una "vida útil" basada en el tiempo o el kilometraje, después de lo cual debe quitarse y reemplazarse por una nueva, y algunos de los componentes, particularmente los más críticos para la seguridad, a menudo se prueban hasta en tres o cuatro ocasiones.

Los equipos también deben incluir un número cada vez mayor de estructuras de choque alrededor del monoplaza y deben pasar las pruebas de choque (crash test) de la FIA antes de que el coche finalmente sea homologado. Estos incluyen pruebas de vuelco y de impacto extremadamente destructivas.

El primer encendido de un coche de F1

Aquí es cuando todo se vuelve real. En la fábrica, la unidad de potencia, el sistema de combustible, el sistema hidráulico, la transmisión y el sistema de refrigeración se fijan al chasis y se conectan para probarse por primera vez.

En ese momento, el proceso de diseño está a mitad de camino, por lo que todavía queda un largo camino por recorrer. El coche aún no tiene toda su carrocería instalada, por lo que visualmente siempre se describe como un 'Robocop cuando se quita la piel'.

Una vez que todas las piezas están fabricadas y listas para ensamblarse, la primera construcción real del monoplaza tarda aproximadamente una semana. El monocasco del chasis es la sección central, y todos los subconjuntos están atornillados a él.

href="https://www.motorsportimages.com" target="_blank" rel="noopener">Motorsport Images

Las primeras pruebas de un Fórmula 1 en pista

Aquí es cuando el coche sale del garaje por primera vez. Los equipos deben someter el monoplaza a un 'shakedown' simplemente para asegurarse de que se haya atornillado todo correctamente y de que pueda ser pilotado, a gran velocidad, sin ningún problema.

Los equipos a menudo ejecutan esto durante uno de los llamados "día de filmación", limitados a menos de 100 km. Esto les permite asegurar que funcione antes de los test de pretemporada.

¿Cuánto cuesta hacer un coche de Fórmula 1?

El gasto tiene un tope de unos 125 millones de euros para la temporada de 2022, y se reduce a 120 millones de euros a partir de 2023. Este límite cubre todos los costes de rendimiento del coche y excluye el marketing, los salarios de los pilotos y a los tres miembros que más ganan del equipo.

El costo del monoplaza real en sí es discutible, ya que es difícil determinar qué se debe incluir a la hora de hacer el cálculo y qué no. Sin embargo, se estima que ronda los 7 millones de euros.

Los motores son la parte más cara de un F1, con un coste de unos 14 millones de euros por año. Se estima que construir una sola unidad de potencia completa ronda los 4 millones de euros.

Según los informes, el chasis cuesta algo menos de 1 millón de euros, con la caja de cambios que cuesta unos 900.000€ y el alerón delantero (casi 200.000€ cada uno). El volante, debido a su tan compleja electrónica, tiene un precio estimado de 60.000€.

Los neumáticos son una ganga si lo comparamos con todo lo anterior, con un coste de alrededor de 1.800€ por juego, aunque teniendo en cuenta que cada equipo tiene 20 juegos diferentes durante un mismo fin de semana (13 neumáticos de secos, 4 intermedios y 3 de lluvia extrema), de repente la suma es igual a 36.000€ por coche en cada gran premio de Fórmula 1.