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Técnica

Análisis de carrera | Ferrari lanzó el anzuelo, Mercedes picó, pero se llevó la caña

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Tras la finalización del GP de Australia, podemos pasar al análisis del GP de Australia. Comparamos tiempos de vuelta en carrera de compañeros de equipo, como los pilotos de Ferrari y Mercedes, con el objetivo de ver quién estuvo más acertado en la estrategia. Comparamos también ritmos de carrera del grupo medio de parrilla y con ello desvelar quiénes tienen mejor ritmo, quiénes ganaron tiempo con su estrategia, o quien perdió la carrera y los puntos por culpa de una mala decisión. En definitiva, os desvelamos las claves del GP de Australia.

FERRARI, UNDERCUT Y OVERCUT FALLIDOS

Estaba claro que el equipo Ferrari tenía peor ritmo que sus rivales de Mercedes. Aunque no se esperaban estar tan lejos, ha resultado haber una diferencia entre ellos bastante amplia.

Por ello, los de Maranello tuvieron la iniciativa para atacar en la estrategia. Vettel entró a hacer su parada en la vuelta 14, montando el neumático medio. Eso significaba dos cosas: o tendría que hacer un stint de 44 vueltas con el mismo neumático, o entrar a boxes por segunda vez.  No obstante, el objetivo de esta parada era doble:

  • Tratar de hacer un undercut a Hamilton. Si el ritmo con el neumático medio era mejor, recortarían un tiempo clave a Hamilton, que, para cuando Mercedes reaccionara pudiera ser tarde. 
  • Hacer un cebo para que entraran los Mercedes, manteniendo a Leclerc en pista, y que el monegasco hiciera tapón, les hiciera sobrecalentar neumáticos para intentar adelantar, y en esta situación llegase Vettel por detrás y se colocara a distancia de DRS.

El primer objetivo no funcionó porque la degradación del neumático blando era muy baja. Hamilton paró la vuelta siguiente y salió delante de Vettel con la misma diferencia. Ambos pilotos eran incluso más lentos que Bottas que no habían parado, por lo que tampoco recortaron tiempo al líder de carrera.

El segundo objetivo tampoco funcionó por la misma razón: como el blando no degradaba, los Mercedes no alcanzaron a Leclerc para hacer tapón. No obstante, esta fue la razón de mantener a Leclerc más tiempo sin parar. ¿Por qué? Simplemente porque era más rápido, no había riesgo de perder plazas, y en caso de Virtual Safety Car, podía ganar la posición de Verstappen y quizás la de Hamilton. Por lo tanto, Ferrari intentó un undercut con Vettel y overcut con Leclerc, fracasando en ambos intentos.

En el siguiente gráfico podemos ver una comparación de tiempos de vuelta de Vettel y Leclerc. Se ve que al inicio de carrera, Vettel era un poco más rápido que el monegasco. Pero en el momento en que Vettel realiza la parada en la vuelta 14, rueda poco más lento que Leclerc. Sin embargo, cuando Leclerc realiza su parada, rueda mucho más rápido que el alemán, recuperando todo el tiempo perdido.

En las últimas vueltas de carrera se puede ver como Vettel levanta para reducir la fatiga de los componentes del motor y al no poder optar a mejores posiciones. Leclerc se ve como levanta tras las instrucciones recibidas por radio e intenta una vuelta rápida que no consigue.

MERCEDES PICÓ EL ANZUELO PERO SE LLEVÓ LA CAÑA

Sin duda el ritmo de Mercedes era muy superior. Pararon a Hamilton tras la parada de Vettel, por miedo a que pudiera pasarle con un undercut. Sin embargo, aunque no hubieran parado habrían mantenido la posición. Gracias a la velocidad del Mercedes pudieron mantenerse delante de Verstappen, que sin duda llevaba la estrategia óptima. No obstante, si comparamos el ritmo de Bottas y Hamilton, vemos que después de su parada el finlandés es mucho más rápido al llevar neumáticos más frescos. Ferrari lanzó la caña con Vettel en el anzuelo. Hamilton lo picó, pero su ritmo es suficientemente fuerte a día de hoy para llevarse la caña del pesacador

Se puede ver como Bottas en las últimas vueltas de carrera hace vueltas rápidas y vueltas más lentas para prepararse la vuelta rápida.

RED BULL, EJEMPLO DE LA MEJOR ESTRATEGIA

El equipo Red Bull se aprovechó de la estrategia agresiva de Vettel y se mantuvo en pista. Aunque no llegó a hacer overcut, salió a pista con neumáticos medios nuevos en la vuelta 33 mucho más rápido que Vettel, que llevaba 19 vueltas con el mismo compuesto. El adelantamiento en pista le resultó facilísimo con tanta diferencia de neumático. Pudo haber adelantado a Hamilton, pero como hemos dicho el ritmo de Meredes era de otro mundo. Ferrari quiso ganar posiciones con los Mercedes y la acabaron perdiendo con Verstappen.

Sin duda la estrategia más rápida era la que realizó Verstappen. Parar alrededor de la vuelta 33. El neumático blando que trajeron a Australia (C4) , no se degradaba suficiente como para que arriesgarse en la estrategia mereciera la pena, por lo que hacer más vueltas con el blando que con el medio fue la mejor decisión que pudo hacer Verstappen. Le valió un podio.

El gráfico muestra las diferencias de tiempo entre los pilotos. Podemos ver señalado, que la diferencia de tiempo antes de la parada de Vettel (vuelta 14) y después de la parada de Verstappen (vuelta 33) es prácticamente igual. La única diferencia era que Verstappen llevaba un neumático 19 vueltas más nuevo.

En el gráfico también se ve la gran diferencia de tiempo de los equipos de élite con respecto al mejor piloto del resto, que fue Magnussen.

LA CARRERA EN LA ZONA MEDIA FUE MUY ABIERTA

Con el siguiente gráfico vemos lo abierta que estuvo la lucha en la zona media de la parrilla. Destacar el gran ritmo de Magnussen, mejor que el Renault de Hülkenberg. A día de hoy, son el equipo con mejor ritmo de la mitad de la tabla.

Se puede ver que Norris no estuvo en ningún momento en el mejor ritmo de la zona media, y no pudo evitar perder posiciones una tras otra. En muchos momentos era un tapón en la pista.

Destacar el intento de undercut de Raikkonen a Hulkenberg (vuelta 13), que lo cubre en la vuelta siguientes. A su vez, Magnussen cubre el undercut de los dos anteriores en la vuelta 15.

También vemos claro que Giovinazzi, que salió con el neumático medio, hizo tapón a Pérez y Albon después de sus paradas, también anticipadas. Se puede decir que arruinó la carrera de ambos. Los beneficiados fueron justo sus compañeros. Kvyat y Stroll pudieron alargar sus paradas y adelantarlos a los dos. En caso de Virtual Safety Car podrían incluso haber adelantado a Raikkonen y quizá a Hülkenberg y Magnussen. Kvyat y Stroll hacen la estrategia más rápida, la misma que Verstappen, pero metiendo el neumático duro en vez del medio. Arriesgaron a medias y les salió bien gracias al tapón de Giovinazzi.

TIEMPOS DE VUELTA MEDIO POR PILOTO

El siguiente gráfico muestra los tiempos por vuelta medios de cada piloto, eliminando tiempos atípicos por salidas de pista o por entrar a boxes. Una vista general de quién es más fuerte.

LAS CLAVES DEL GP DE AUSTRALIA

  • Mejor estrategia: salir con neumático blando y montar el medio en la vuelta 33, de Verstappen
  • Derrota de Ferrari en boxes, tras tratar de adelantar a Hamilton y perder posición con Verstappen
  • Giovinazzi hizo tapón. Los puntos de Kvyat y Stroll son gracias a él.
  • El ritmo de Magnussen es impresionantemente bueno comparado con el resto de equipos de la tabla media.
  • La estrategia de Giovinazzi (salir con medios y montar blandos), estaba completamente equivocada viendo cómo se desarrollo la carrera.
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1 Comment

1 Comment

  1. Nico

    18 marzo, 2019 at 14:46

    Fantástico artículo. Espero con ganas el de los próximos gp. Un saludo

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Automovilismo

5 cosas que no sabías del mundo del motor

Damos respuesta a curiosidades del mundo del motor

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Hoy en MomentoGP os traemos un artículo diferente, dando respuesta a algunas preguntas que seguro, cualquier aficionado del mundo del motor se ha hecho alguna vez. O incluso nunca se las ha planteado. Seas del grupo que seas, de invito a que te quedes a leer este artículo. Como dice el dicho, ¡nunca te acostarás sin saber una cosa nueva!

Bien está lo que bien acaba

En comparación con la zona delantera, el diseño de la parte trasera de un vehículo es más importante en materia de reducción de consumos y resistencia aerodinámica. El principal motivo es que en la parte trasera se generan turbulencias (vórtices de Von Karman), principalmente a la salida del pilar C, que tienen una estrecha relación con el ángulo de la luneta trasera. Dependiendo de cómo giren estos vórtices, se genera un efecto arrastre en el conjunto que aumenta la drag y, por tanto, el consumo. Como apunte, para ángulos de la luneta trasera mayores de 15 grados, se incrementa la resistencia aerodinámica debido a las líneas de flujo.

McLaren Speedtail. Fuente: McLaren Automotive

A falta de pan, buenas son tortas (o no)

Si a un motor que está diseñado para usar gasolina de 95 octanos, se le alimenta con una de 98 octanos, éste no tiene porqué sufrir daños. Sin embargo, en el caso contrario, diseñado para 98 octanos y alimentado con 95, el motor podría sufrir un fallo catastrófico. ¡No es necesario que lo probéis en vuestros coches!

Surtidor de combustible. Fuente: Repsol

No es oro todo lo que reluce

La válvula EGR presente en los vehículos diésel permite disminuir la concentración de NOx (Óxidos de Nitrógeno), gases extremadamente nocivos para el ser humano. Sin embargo, como contrapartida, aumentan las emisiones de HC (Hidrocarburos) por reducirse la temperatura de la llama.

El fin justifica los medios

La disposición de los cilindros en los motores actuales (en línea, estrella, V, W, etc) depende de multitud de factores, pero los más influyentes son: equilibrado de fuerzas y pares, compacidad y facilidad de refrigeración. Por lo general, veremos motores de mayor potencia con configuraciones en V o W y configuraciones en línea para el resto.

Motor 4.2 V8 de Audi. Fuente: Audi

Divide y vencerás

¿Cuál es el criterio para que un coche sea tracción delantera o trasera? El motivo principal es el espacio disponible y el reparto de pesos, aunque hay otros que dicen que los coches de tracción trasera dan más sensación premium pues se suele reservar a vehículos de alta gama. Marcas generalistas como Renault, Peugeot o Fiat cuentan en sus filas con vehículos de tracción delantera porque sus motores son compactos: 3 o 4 cilindros y 1 o 2 litros de cubicaje. Esto permite que el espacio disponible en la zona delantera para montar el conjunto sea más que suficiente. Sin embargo, en marcas como Mercedes o BMW, vemos vehículos con tracción trasera o incluso total. La ventaja de esto es que liberas espacio en la zona delantera, permitiendo obtener mayores grados de giro. Podéis fijaros que un Mercedes-Benz gira más que un Dacia, por ejemplo.

¡Os invito a que nos contéis vuestras inquietudes sobre aspectos del mundo del motor a través nuestras redes sociales!

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Técnica

Técnica | ¿Cómo se diseña la cámara de combustión de un Fórmula 1?

En una parte tan importante del monoplaza, son muchos los aspectos a considerar.

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Desde luego, es bien sabido que la Fórmula 1 ha sido durante mucho tiempo la cuna del desarrollo tecnológico en el ámbito automovilístico, en todos los aspectos del monoplaza: Aerodinámica, chasis, seguridad… Pero si hubiera que elegir el componente que más inversión en desarrollo ha requerido, este sería el motor de combustión, donde se produce la energía necesaria para impulsar el monoplaza. El núcleo de dicho motor está formado por 6 cilindros en V donde se aprovecha la energía química del combustible mediante su explosión para transformarla en energía mecánica: Movimiento de giro. ¿Cómo se diseña la cámara de combustión?

Esta cámara, como ya hemos dicho, tiene forma de cilindro, y en su interior aloja un pistón móvil que realiza un movimiento alternativo de subida/bajada. La cámara de combustión se caracteriza por dos parámetros geométricos: Bore y Stroke. El primero de ellos, el Bore, indica sencillamente el diámetro del cilindro, mientras que el Stroke especifica la longitud de la carrera del pistón, desde el punto muerto inferior, hasta el punto muerto superior. Cada vez que el pistón realiza una carrera de subida + bajada, el eje al que está unido (denominado cigüeñal, ‘crank’) realiza un giro completo de 360º.

Definición de BORE y STROKE. Fuente: howmechanismworks.com

Un Fórmula 1 cuenta con un cubicaje total de 1,6 litros, que corresponde con 0,27 litros por cilindro, aproximadamente (un volumen menor al de una lata de refresco estándar). En este momento, surge la pregunta: ¿Cuánto mide el Bore, y cuánto el Stroke? Para deducirlo debemos tener en cuenta varias cuestiones técnicas con respecto al rendimiento de un motor de combustión interna.

El principio básico de generación de potencia en este tipo de motor es que Potencia = Par x Velocidad de giro, y suponiendo una curva de par relativamente constante en el rango de revoluciones de uso, tenemos que la potencia es directamente proporcional a la velocidad de giro que puede tener el motor. Dispondremos de más potencia cuanto mayor sea la velocidad de giro, algo que equivale a tener una menor carrera del pistón (Stroke). Tenemos por tanto una de la condiciones para el diseño del cilindro, ¿pero hasta qué punto podemos reducir este parámetro geométrico?

Una de las limitaciones es la velocidad a la que puede llegar a moverse el pistón, cuyo valor máximo para un vehículo estándar ronda los 25 metros/segundo. Con esta restricción, y sabiendo que los Fórmula 1 en la actualidad giran a un máximo de 15.000rpm, extraemos un valor de Stroke de 5 centímetros, y con él, un valor de Bore de unos 8 centímetros (conociendo el volumen del cilindro de 0,27 litros). Nota: El reglamento actual establece en su Artículo 5.3.1 que la dimensión del Bore ha de ser de 80 +-1 mm.

Imagen del Ferrari SF1000 sin la cubierta motor. Fuente: motosportmagazine.com

Es importante considerar las consecuencias de tener un diámetro de cilindro de este tamaño. En primer lugar, hay que recordar que el intercambio de gases en la cámara de combustión se realiza a través de las válvulas de admisión, para la entrada de aire, y de escape, para la salida de los gases producto de la combustión. Contar con una mayor superficie de cabeza de cilindro, que es el lugar donde se encuentran situadas éstas (ver última imagen), permite instalar válvulas de más diámetro, aumentando con ello la cantidad de gases intercambiables en un mismo intervalo de tiempo, útil sobre todo cuando nos encontramos en un régimen alto de giro del motor.

Sin embargo, no todo son ventajas, en el proceso de transformación de energía en un motor existen pérdidas por muy diversas razones, y una de las más relevantes es la transferencia de calor a través de las paredes. Un mayor diámetro de Bore implica un incremento de esta superficie de transferencia, considerada cuando el pistón se encuentra en el punto más alto de su carrera, cuando se inicia la combustión. En conclusión, mayor Bore implica mayores pérdidas por transferencia de calor, por lo que es importante encontrar un equilibrio para maximizar la eficiencia del sistema. 

Además, y ya para finalizar, hay que considerar la dinámica de la combustión de la mezcla en el interior de la cámara. El encendido tiene lugar mediante bujía (‘Spark plug‘), posicionada normalmente en el centro de la cabeza del cilindro, donde comienza la propagación de la llama. Si tenemos un gran diámetro de Bore, la combustión será más lenta, ya que la llama ha de recorrer una mayor distancia hasta los laterales de la cámara, y por tanto, tardará más en qumar la mezcla. En este aspecto, también podemos destacar el concepto de turbulencia, que facilita la mezcla de aire con combustible, y con ello su combustión. Sin embargo, la existencia de este fenómeno no depende tanto del diseño del cilindro, sino de la forma de los colectores, principalmente en admisión.

Propagación de la llama en un motor de encendido provocado. Se puede observar como el frente de llama tardará más tiempo en alcanzar las paredes laterales del cilindro si este tiene un Bore grande. Fuente: General Chemistry: Principles, Patterns, and Applications, 2011

La complejidad en el diseño de partes del motor como esta es considerable, aunque actualmente su desarrollo esté bastante limitado por el reglamento. Como hemos podido observar, la eficacia del componente reside en encontrar el equilibrio adecuado entre todas las condiciones/restricciones existentes, algo que no es nada fácil en absoluto.

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Técnica

Motores de F1 ¿De qué están hechos?

Entramado de materiales de una unidad de pontencia en la F1 moderna

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Muchos al pensar en un coche de F1 y sus materiales se enfocan en la fibra de carbono y el kevlar de los cuales están construidos muchos de los componentes estructurales. Sin embargo, muy poco se habla de los materiales que componen una unidad de potencia de F1.

Unidad de potencia moderna – Renault Sport

Las actuales regulaciones técnicas de F1 limitan considerablemente la selección de materiales con los cuales los diseñadores pueden trabajar en el desarrollo de las unidades de potencia. Sin embargo, las zonas grises en ediciones anteriores del reglamento han permitido a lo largo de los años que algunos equipos saquen ventaja con materiales novedosos. A continuación explicamos cada uno de los materiales permitidos y su aplicación dentro de la unidad de potencia.

Pistón de F1 de la era atmosférica – Pankl/Ferrari

El reglamento técnico permite el uso de los siguientes materiales:

Aleaciones de aluminio: Éstas pueden usarse en componentes fabricados a partir de procesos de fundición o forja, como el caso de pistones, bloques de motor, culatas y cárter del motor. En pistones muchos fabricantes emplean Aleaciones de aluminio con berilio como aleante hasta un 0.25% del mismo, o también aleaciones menos exóticas como las empleadas en aviación (ej: 2618A). En bloques de motor y otros componentes estacionarios son comunes las aleaciones de la serie 300 (Al-Si-Cu or Al-Si-Mg).

Bloque de cilindros Ferrari F2001 – Catawiki

Aleaciones de Titanio: Estas pueden usarse en Bielas y elementos del turbo. Algunos fabricantes de motores o elementos de motores utilizan aleaciones similares al Titanio grado 6AL-4V (o TC4, como se le conoce en algunos lugares)

Conjunto pistón/biela de un F1 moderno – italiazakka.co.jp

 

Montaje de válvula de motor de F1 – Brian Garvey/ www.F1technical.net

Aleaciones basadas en hierro: La normativa exige que los pasadores de pistón, cigüeñal, engranes de las bombas, ejes de levas y otros elementos rotativos deben fabricarse en aceros (aleación de hierro y carbono inferior al 2% con otros elementos como aluminio, cobalto, zinc, etc.).

Cigüeñal Ferrari F2003GA – Ferrari

Fuera de estos materiales principales, hay otra serie de aleaciones metálicas y materiales no metálicos que pueden usarse bajo serias restricciones.

Las aleaciones basadas en tungsteno sólo pueden emplearse en los contrapesos del cigüenal siempre y cuando su densidad no supere los 18400kg/m3.

Contrapesos de tungsteno en cigüeñal de F1 – Ferrari

Para el caso del magnesio, sólo componentes menores que no estén sujetos a movimiento (carcasas de bombas, tapas y similares) y sólo podrán usarse aleaciones cubiertas por las normas ISO16220 e ISO3116.

Otros materiales, como cerámicas pueden emplearse en rodamientos únicamente, mientras que los materiales compuestos como la fibra de carbono sólo podrán usarse en elementos menores como tapas, y los compuestos de matriz metálica (metales reforzados con fibras) están terminantemente prohibidos bajo la normativa actual.

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