Técnica F1 La influencia de los circuitos en el ciclo híbrido de un motor de F1

  • En 2014, la Fórmula 1 llevó el concepto inicial del KERS introducido en 2009 a una nueva dimensión con la aparición del sistema de recuperación de energía (ERS).
  • Lejos de ser un sistema que se limita a proporcionar potencia adicional al piloto, el ERS se ve afectado por las características de cada circuito, tal y como veremos a continuación.

En el paddock existe un término muy utilizado en el interior de los garajes y salas de ingenieros: el Hybrid Duty Cycle o ciclo de trabajo híbrido. En esencia, hace referencia al modo más eficiente de utilizar el motor de combustión conjuntamente con el ERS, que está formado por los sistemas de recuperación de energía cinética (MGU-K) y térmica (MGU-H), junto con las baterías y su centralita electrónica de control.

El objetivo del sistema híbrido de un propulsor de Fórmula 1 es maximizar la energía que el motor de combustión es capaz de generar, algo que en este caso se relaciona directamente con una mayor potencia disponible, pero también indirectamente con un menor consumo de combustible.

Pero cada circuito tiene sus propias características y la mecánica de uso del ERS varía en función de ello. La longitud del trazado, la cantidad de curvas y su velocidad de paso por curva, la altitud, las pendientes de la pista, pero también el estilo de pilotaje o el estado de los neumáticos. Todo influye a la hora de determinar cómo de eficiente es el ciclo de trabajo del sistema.

El reglamento permite un almacenaje máximo de 2 MJ (megajulios) por vuelta en las baterías del ERS a través del MGU-K, que está conectado al cigüeñal para recuperar la energía no aprovechada como consecuencia de su movimiento en fase de frenada. El MGU-H, por su parte, recupera parte de la energía térmica procedente del motor de combustión.

En cada vuelta al circuito, el sistema puede desarrollar una energía máxima de 4 MJ en las ruedas traseras, lo que en líneas generales permite un incremento de potencia de 161 cv a lo largo de 33 segundos de dicha vuelta.

Circuitos largos y rápidos como Bakú simplifican la gestión del ERS.

El Red Bull Ring, todo un reto

Si bien los pilotos tienen permitida la misma cantidad de energía en cada circuito, en todos ellos existen diferentes niveles de consumo, desarrollo de la potencia o puntos de recarga del sistema.

En circuitos largos como Spa-Francorchamps o Bakú, el límite de carga es más sencillo de alcanzar a lo largo de la vuelta, todo lo contrario que en trazados cortos como el Red Bull Ring. Por ello, los equipos deben trabajar con más insistencia en la eficiencia del ciclo híbrido.

En el Red Bull Ring, el MGU-K cuenta con muy pocos puntos de frenada para cumplir su parte

El Red Bull Ring presenta, por tanto, uno de los retos más complejos de la temporada ya que sus 4.309 metros de longitud no sólo pueden resultar escasos, sino que también demandan una alta exigencia. Se trata de un circuito de potencia que cuenta con tres rectas muy definidas, pero también con un número muy bajo de curvas: ocho en total. Todo ello propicia que el consumo de combustible sea alto, pero el verdadero reto consiste en maximizar el potencial de recarga y posterior despliegue de la potencia disponible, pues el MGU-K cuenta con muy pocos puntos de frenada para cumplir su parte y el MGU-H con menos segundos totales de aceleración para cumplir con la suya.

El Red Bull Ring parece un circuito muy sencillo con únicamente ocho curvas, pero en ello reside su complejidad.

Cada oportunidad de recarga debe ser aprovechada por el piloto, pues en una vuelta de alrededor de 68 segundos, se puede disponer de potencia adicional en 33 de ellos, casi el 50% de la vuelta, un porcentaje que con los nuevos monoplazas de esta temporada con seguridad aumentará.

Todo ello puede ser vital, no sólo en la búsqueda del mejor tiempo por vuelta en clasificación, sino sobre todo en carrera, donde la gestión del sistema una vuelta tras otra influye en el ritmo y especialmente en la capacidad de ataque o defensa. Especialmente en el primer sector, entre las curvas Castrol y Remus, cada piloto debe asegurarse de disponer de suficiente potencia para optimizar su velocidad o se convertirá en un objetivo vulnerable.

Pero si el trazado austriaco no es suficientemente complejo a la hora de maximizar el ERS, la altitud de Spielberg añade otro condicionante, pues la menor presión atmosférica propicia que los motores pierdan algo de potencia por mucho que el turbo minimice dicho efecto. En cambio, nada de eso impide al sistema eléctrico desarrollarse como es habitual, por lo que su influencia en el conjunto gana importancia y la gestión del ciclo híbrido se convierte en algo más determinante si cabe.

La alta exigencia del Red Bull Ring a nivel de ERS también tiene su impacto en el resto del monoplaza, ya que las baterías necesitan refrigeración adicional al trabajar con mayor intensidad. Cada aspecto de un monoplaza de Fórmula 1 debe ser estudiado y controlado para intentar que el conjunto alcance su máximo rendimiento y el ERS se ha convertido en un elemento más a considerar en la puesta a punto de cada prueba del calendario.

Fotos: Red Bull Content Pool | Mercedes AMG F1

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