Análisis: cómo reaccionó la F1 a las artimañas con el combustible

En 2019, los rivales de Ferrari pidieron a la FIA múltiples aclaraciones sobre lo que hacían los italianos, ya que sospechaban que había algo ilegal en su unidad de potencia.

Pese al 'pacto privado' entre el organismo y Ferrari, el asunto aún no está cerrado. Los otros equipos no entienden cómo lograban los de Maranello ese extra de potencia que era visible sobre todo en recta.

Y, ante la duda, surgen varias teorías: desde cuestiones sobre si usaban una fuga controlada de aceite del intercooler para mejorar la combustión, hasta sospechas de que habían encontrado una forma de evitar el límite de flujo de combustible.

Quema de aceite

La quema de aceite ha sido frecuente durante la era híbrida, ya que los diversos fabricantes de combustibles y lubricantes han trabajado estrechamente con sus socios de motores para obtener un mayor rendimiento de sus productos.

El límite de flujo de combustible de 100 kg/h obliga a obtener el mayor rendimiento posible del mismo. Además, dado que las reglas sobre la composición química del combustible son mucho más restrictivas que las del aceite, es obvio que se han estudiado otras vías para aumentar el rendimiento.

Quemar aceite como combustible se convirtió en algo frecuente, ya que las reglas sobre las cantidades y los métodos de entrega eran relativamente poco estrictas. La FIA se dedicó a controlar lo que hacían los equipos para utilizar esos trucos, analizando la cantidad y los métodos específicos de cómo se puede quemar el aceite.

Pero eso no quiere decir que no haya otras formas de hacerlo.

Motor del Ferrari SF70H 2017

El uso de aditivos de combustible dentro del aceite claramente planteó dudas entre los ingenieros sobre cómo poder seguir añadiendo elementos de aumento de la combustión a la mezcla de combustible sin depender del vapor de aceite como mecanismo de entrega.

Así surgieron teorías entre los equipos sin motor Ferrari de que su enfriador de líquido a aire utilizaba un lubricante a base de aceite como medio de refrigeración, en lugar de utilizar una solución a base de agua, como es más habitual.

Luego se supuso que ese lubricante rico en aditivos podría filtrarse en el tracto de refuerzo y aportar la mejora de combustión necesaria que permitía la enorme velocidad de Ferrari en recta.

Sobre el flujo de combustible

Medidor de flujo de combustible

Tras el pasado de los motores turboalimentados en la F1, la FIA necesitaba una manera de contener los niveles de aumento de potencia que podían activar los equipos en sus motores. En lugar de medir la presión, como hizo durante la última 'era turboalimentada', la FIA optó por medir la entrega de combustible.

Situado dentro del tanque de combustible, el medidor tenía que ser lo más preciso posible. Tenía que tolerar el rango de condiciones bajo las cuales se colocaría, proporcionar la precisión necesaria y ofrecer repetibilidad de resultados en todos los dispositivos en uso.

El medidor actual, suministrado por Senstronics desde 2018, utiliza el principio del 'tiempo de vuelo', mediante el cual los transductores que hay en cada extremo del medidor disparan pequeñas ráfagas de ultrasonido en direcciones opuestas. Esos valores se miden y escalan según las dimensiones conocidas del tubo de flujo para obtener el caudal volumétrico.

Para obtener la precisión necesaria, el medidor mide el caudal más de 2.200 veces por segundo y está fabricado a partir de un único material metálico para eliminar la necesidad de una calibración adicional en diferentes tasas de expansión térmica.

¿Cómo se esquiva a un medidor de flujo entonces?

Mientras que el aparato recopila mediciones hasta 2.200 veces por segundo, eso se filtra y la FIA trabaja con una muestra mucho más pequeña, ya que debe eliminar parte del ruido creado por diversas variables externas.

Se supone que eso proporciona una lectura más precisa de la velocidad de flujo, pero se ha hablado de que también podría usarse como una forma de esquivar el proceso.

La introducción de ruido (o resonancia) a una frecuencia determinada o incluso una similar al metal del que está hecho el medidor podría, por ejemplo, crear una discrepancia.

Esa fue la base de la investigación más reciente de Red Bull sobre la ventaja de velocidad en recta de Ferrari y el "filtrado de señal", cuando pidió a la FIA que aclarara el asunto.

La FIA respondió con una directiva técnica, dejando claro que los tres escenarios que exponía Red Bull violarían los artículos 5.10.3 y 5.10.5 del reglamento técnico.

Leyendo entre líneas...

Unidad de pruebas de aceite y combustible de Shell

Una buena manera de detectar dónde ha tenido la FIA problemas es enmendar el texto de los reglamentos técnicos.

Para 2020, se han añadido varias líneas al 'Artículo 19.8 - Muestreo y prueba en un evento'. Todos estos cambios están relacionados con las muestras de combustible entregadas a la FIA para fines de análisis, su relación con el combustible que se usa.

Buscando la claridad, los equipos pueden aprobar cinco formulaciones de combustible por temporada, pero solo se les permite usar dos por gran premio.

Quizás el artículo más pertinente es el párrafo final del 19.8.4:

"Si por cromatografía se detecta que hay otro tipo de carburante aparte del declarado, pero aprobado por FIA para que lo usara el equipo, se considerará legal siempre que no suponga más del 10% de la mezcla de la muestra. No se aceptará ningún abuso sistemático de combustibles mezclados".

Por supuesto, siempre hay espacio para la contaminación cruzada al cambiar de combustible, y por eso la FIA ha permitido cierto margen de maniobra. Pero, estas alteraciones sugieren que un equipo, no necesariamente Ferrari, estaba alterando intencionalmente el sistema de muestreo y mezclando los dos combustibles que se les permitía usar en una misma carrera.

Tener la previsión de usar intencionalmente dos formulaciones de combustible diferentes plantea algunas preguntas importantes sobre la composición e interacción de ambas formulaciones.

Si bien existen fuertes restricciones sobre lo que se puede añadir al combustible, lo que requiere que los proveedores equilibren cuidadosamente sus formulaciones, ponderar fuertemente una de ellas con elementos de aumento de la combustión no solo tendría un impacto importante en la combustión, sino también en términos de cómo podría crear una disonancia con las lecturas del medidor de flujo de combustible...

¿Son dos mejor que uno?

Está claro que la FIA ha intentado de varias formas arreglar huecos que las reglas han podido dejar y que habrían permitido una combustión mejorada o que se haya excedido el límite de flujo de combustible, aunque solo sea temporalmente.

Sin embargo, una directiva técnica (TD / 042-19) emitida en la parte final de la temporada 2019 pasó a ser un factor importante para controlar el flujo de combustible desde entonces.

Hasta ese momento, la información recopilada por el medidor de flujo de combustible que se enviaba a la SECU (ECU estándar) y que era accesible tanto para los equipos como para la FIA.

Para ayudar a controlar las restricciones de flujo de combustible, la FIA ha obligado a los equipos a instalar un segundo medidor de flujo. Ese medidor incorpora técnicas nuevas y más firmes, aleatorizando cuándo se toman las mediciones para lograr una mayor claridad.

Esos datos también se envían a través de una conexión de datos cifrados por separado al FIA SDR (Grabadora de Datos de Seguridad), lo que los hace inaccesibles para los equipos.

Para aleatorizar aún más el proceso, la FIA recibirá un grupo de medidores de flujo de cada equipo y asignarán un medidor a cada coche al comienzo de un gran premio y lo recuperarán al final.

Galería: los inventos técnicos más importantes de la historia de la F1

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La idea del jefe de Lotus en los años 70, Colin Chapman, era intentar hacer que su coche funcionara como un alerón (él mismo los había introducido en la F1 en 1968). Chapman entendió que si los laterales del coche alcanzaban el suelo, la carga aerodinámica aumentaría de manera exponencial, ya que formaría un área de baja presión debajo del coche, "fijándolo" al suelo. La novedad no pudo dar a Lotus el título de 1977 debido a la baja fiabilidad del coche, pero lograron el campeonato en 1978 con Mario Andretti. Sin embargo, la F1 prohibió la solución por seguridad, ya que permitía a los monoplazas tomar las curvas a velocidades más altas.

Tras el efecto suelo de Lotus y el Tyrrell de seis ruedas, Renault decidió también intentar innovar en la F1. Introdujo un revolucionario motor para el mundial de 1977, cuando puso sobre la pista el primer coche turbo de la historia de la F1. Biturbo, aliviaba un poco el problema crónico del 'turbo lag' y permitía velocidades superiores a las de los coches con motores aspirados a pesar de su poca fiabilidad. La nueva tecnología sedujo al resto de la F1, y los motores turbo pasaron a dominar el mundial hasta que fueron prohibidos a finales de 1988, volviendo en 2014.

Iniciando una nueva fase administrativa en 1981, McLaren decidió apostar por la construcción de un chasis de fibra de carbono, sustituyendo el aluminio que utilizaban el resto de equipos. Más ligero y más resistente, el coche hizo que el equipo volviera a lograr victorias tras tres años de sequía. Por su poco peso y mayor seguridad, los equipos poco a poco se sumaron a la fibra de carbono, y actualmente todos los equipos utilizan ese material en numerosas zonas de sus coches.

Para ayudar a la aerodinámica del coche a ser consistente en aceleraciones, frenadas y cambios de dirección, Lotus utilizó un sistema hidráulico que mantenía el coche alineado sin importar las deficiencias de la pista. En los años 80, era un sistema 'reactivo', pesado y que sacaba potencia del motor para funcionar. Y, a principios de los 90, Williams lo perfeccionó. En el GP de Australia de 1991 (el último de ese año), el equipo introdujo una suspensión genuinamente activa, ya que la programó electrónicamente en base a ese circuito y sus baches. La novedad hizo que Williams fuera campeón en 1992 y 1993 con mucha facilidad. La solución fue prohibida para 1994.

 

Parecía malo en la época, pero revolucionó la F1 para siempre. Ferrari en 1989 colocó en su coche un cambio de accionamiento por levas detrás del volante, sustituyendo la palanca tradicional, que en algunos monoplazas ya era secuencial y no en H. Los demás equipos no tardaron mucho en copiarlo. Menos de cuatro años después todos los coches ya tenían ese cambio secuencial en el volante.

En 1997, McLaren volvió a ganar después de tres temporadas en blanco. Ese coche poseía una solución bastante ingeniosa para burlar la prohibición del control de tracción. El experimentado fotógrafo Darren Heath comenzó a notar que en zonas de aceleración, el freno trasero de los coches del equipo mostraban los discos traseros al rojo vivo. Sospechó que había algo asociado al frenado que el equipo estaba explotando. Aprovechando un abandono de Hakkinen en el GP de Luxemburgo, sacó fotos del cockpit y captó un pedal de freno extra para ayudar a controlar la tracción. La FIA prohibió el dispositivo a principios de 1998.

Fue una de los grandes armas que dieron los títulos de 2005 y 2006 a Fernando Alonso. Renault desarrolló un sistema de suspensión que consistía en un peso suspendido dentro del coche para amortiguarlo mientras pasaba por baches. Renault proporcionó a la FIA detalles del sistema a mediados de 2005, y el organismo acordó que era seguro y lo legalizó. En 2006, después de hacer su coche considerando el sistema, la FIA prohibió esa solución alegando que era un dispositivo aerodinámico móvil, y tuvieron que rediseñar la suspensión delantera.

Con una gran restricción aerodinámica impuesta de 2008 a 2009, los ingenieros se quebraron la cabeza para saber cómo recuperar la carga aerodinámica antes lograda de manera tan fácil con alerones grandes. En ese momento, el increíble Brawn GP surgió de las cenizas de la recién deshecha Honda con un difusor doble, hecho para acelerar el paso del aire debajo del coche, algo que en aquella época afirmaban que les daba cerca de medio segundo. A pesar de que Williams y Toyota usaron soluciones similares, la de Brawn fue más efectiva, dándoles el título de 2009. Sin embargo, el doble difusor fue prohibido para 2010.

El precursor del DRS. En 2010, McLaren inventó un ingenioso método para ayudar al alerón trasero del coche. El piloto tapaba con la rodilla una especie de chimenea que desviaba el flujo de aire que iba hacia el alerón trasero, haciendo al coche ganar velocidad en recta. La novedad fue copiada por otros equipos en interpretaciones diferentes, pero prohibida por la FIA para 2011 - año de introducción del alerón trasero móvil.

Después de la prohibición del difusor doble, en otro intento por recuperar la carga aerodinámica perdida en el reglamento de 2009, Red Bull fue ingenioso: utilizó el gas de los escapes para aumentar la estabilidad del coche, apuntándolos hacia el difusor. La solución, junto a un mapa de motor especial para clasificación, hacía que aunque el piloto no estuviera acelerando, el aire continuara saliendo con velocidad en las curvas. La solución fue prohibida a mitad de 2011.

Tanto el KERS como los MGUs actuales forman parte de este principio. Con una preocupación cada vez mayor de la industria automotriz en cuanto a la emisión de gases tóxicos por los coches, el desarrollo de tecnologías para el almacenamiento de energías renovables vive su apogeo. Y la F1, que es el principal laboratorio, no se ha mantenido al margen. Actualmente los sistemas de energía híbrida (cinética y térmica, MGU-K y MGU-H respectivamente) son responsables de cerca de una quinta parte de la potencia total de los F1.

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