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Técnica

Turbos de geometría variable: ¿Los veremos en la F1 del 2021?

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Combatiendo el lag

Con el advenimiento de la nueva normativa para el 2021, la cual tiene como protagonista la eliminación del MGU-H, existe la posibilidad de que la normativa abra la  mano en los F1  a la tecnología de la “Geometría variable” en los turbos de los futuros F1, pero ¿En qué consiste?

Antes de empezar, todo motor para el que se proyecta el uso de turbocompresores se enfrenta al problema del infame lag, o retraso en la entrega de potencia del motor.

Este problema se resume a que a bajas RPM no hay suficiente gas de escape para proporcionar suficiente velocidad de giro a la turbina, lo que hace que se comporte como un motor atmosférico. Al acelerar y subir el régimen de giro, la mayor cantidad de gases de escape acaba llevando al turbo a su velocidad de giro óptima, causando una entrega de potencia de improviso. Esto fenómeno es causa de pérdidas de control en el coche, cosa que pasaba frecuentemente en los primeros F1 con Turbo. 

Durante la primera era del turbo en la Fórmula 1, los fabricantes ensayaron todo tipo de soluciones para reducir el lag, entre ellas el hacer turbos más pequeños con wastegates que mantenían la presión de salida del compresor en el límite establecido por la normativa, turbos con rodetes cerámicos para reducir la inercia rotacional y  pudieran acelerar más rápido con pocos gases de escape (como el caso del motor Honda RA168E, que equipó a los McLaren de 1988), entre otros. Si bien la VGT (como se le conoce popularmente a la tecnología de geometría variable) está prohibida por la normativa actual, su papel lo suple el motor eléctrico y generador dentro del paquete del MGU-H.

Honda RA168E, de 1988.

Aplicación en coches

Acabada la era turbo en la F1, Honda lanzó en 1989 un Legend para el mercado japonés con motor V6 de 2.0 litros turbo cargado. En su interior figuraba uno de los primeros sistemas de geometría variable instalados en coche alguno, controlado por una centralita de 8bits a través  de un servomotor y publicitado ampliamente como “wing turbo”, debido a unas aletillas en la periferia de la turbina que cambiaban su ángulo de incidencia y cambiar la sección transversal del flujo, obligando que los pocos gases de escape a bajas RPM incrementaran su velocidad de paso por la turbina y manteniendo su velocidad de giro en o cerca del punto óptimo (así como homogenizando la entrega de presión del compresor) y homogenizando la curva de torque del motor en todo el rango  de RPM. La regulación era tan precisa que se prescindió de la válvula de alivio o Wastegate.

Operación del sistema de geometría variable.

Existen varios tipos de geometría variable, pero los más populares son el de aletas y el de camisa deslizante.

El de aletas es derivado del sistema de regulación de las turbinas hidráulicas que encontramos en todas las centrales hidroeléctricas, cumpliendo inclusive la misma función que en un compresor que es la de mantener a una velocidad estable a la turbina debido a que los sistemas eléctricos están sincronizados a 50 o 60Hz dependiendo de cada país.

Turbo con sistema de aletas. aficionadosalamecanica.net

El sistema de camisa deslizante es empleado por principalmente por Cummins para sus motores diésel, por lo tanto tiene una difusión muy limitada.

Turbo con sistema de camisa o campana deslizante. aficionadosalamecanica.net

Ambos sistemas pueden ser operados de diversa forma. En el caso del Legend, se usó un servomotor para operar las aletillas, aunque también puede emplearse una cápsula manométrica, que opera según las diferencias de presión en la admisión o el escape del motor para abrir o cerrar las aletas (o desplazar la campana/camisa según el tipo de turbo) para regular la velocidad giro del rodete de la turbina y como consecuencia, del compresor.

Por su popularidad entre los fabricantes y una eventual inclusión de esta tecnología en la competición a partir de 2021, la más probable a aparecer en los monoplazas es el sistema de geometría variable con aletas, pero todo esto depende de la los acuerdos entre Liberty, los fabricantes y la FIA en el próximo par de años.

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Técnica

Petróleo, el recurso de oro en el automovilismo

De los GLPs a las parafinas pasando por los gasóleos

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En este artículo vamos a hacer un breve repaso a lo que supone este oro negro en la industria del automóvil pues a partir de él no sólo se obtienen gasolinas y gasóleos.

El petróleo es un líquido viscoso que se presenta en la naturaleza con tonos verdes, amarillos, marrones y negros. Se compone por hidrocarburos, esto es, compuestos formados por átomos de carbono e hidrógeno en cantidades variables.

Una vez hechas las presentaciones, toca hablar de lo que de verdad importa ¿por qué el petróleo es el recurso de oro en el automovilismo?

Mediante su destilación se obtienen diferentes compuestos según su punto de cambio de fase. Algo parecido a lo que ocurre, por ejemplo, si calentamos agua y aceite de oliva en una olla: al cabo del tiempo veremos que el agua se evapora, pero el aceite se mantiene porque no se ha llegado a su temperatura de ebullición.

No obstante, el petróleo es algo más complejo que esa mezcla de agua y aceite de la que hablamos, ya que en temperaturas por debajo de 0 grados centígrados se obtienen los primeros compuestos. Es el caso de los GLPs (Gases licuados del petróleo), como el butano o el propano. Si calentamos el crudo, el siguiente compuesto en aparecer en escena es la gasolina, seguida del queroseno y de los gasóleos, con puntos de ebullición variables entre 30 y 400 grados centígrados. Tampoco se deben olvidar a los aceites lubricantes, obtenidos también de la destilación de este recurso.

Torre de destilación. Fuente: Cepsa

De esta manera se consiguen los carburantes más utilizados hoy día en el automovilismo.

Estoy seguro de que algunos de vosotros ya estabais al tanto, pero ¿sabías que la parafina utilizada para medir el comportamiento del aire en los monoplazas también se obtiene del petróleo? En este caso se utiliza otro proceso llamado craqueo térmico o catalítico.

Y, por último, pero no menos importante, el asfalto. ¿Qué sería de las carreras sin asfalto? Este compuesto también se obtiene del petróleo siguiendo el mismo proceso que en el caso de la parafina.

Fabio Quartararo. Fotógrafo: JÖRG MITTER

Sin duda, este recurso no es uno más en la naturaleza, es una de las materias primas más importantes, objeto de comercio internacional.

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Fórmula 1

De los fardos de paja a las barreras TecPro: así ha evolucionado la seguridad en los circuitos

Hoy analizamos cómo han ido evolucionando las barreras desde los comienzos de la categoría reina, y la reducción de desgracias con el paso de los años.

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Corría el año 1975 cuando se celebró el último Gran Premio de España en el circuito de Montjuïc. Por esa época, la muerte de algún piloto estaba totalmente normalizada. Perdimos a pilotos como Jochen Rindt, Wolfgang von Trips, Alberto Ascari, Lorenzo Bandini… pero, antes de llegar al meollo del asunto, centrémonos en estos dos últimos casos.

Alberto Ascari, cuatro días antes de perder la vida probando un Ferrari en Monza, tuvo otro accidente del cual salió ileso, pero por los pelos. En Mónaco, circuito que por aquel entonces no contaba con apenas protecciones (como la gran mayoría), Ascari perdió la tracción del monoplaza al encarar la Nouvelle Chicane, pero hasta tal punto… ¡que se fue al agua! Por fortuna, Ascari logró sobrevivir. Quién diría que tan solo cuatro días después perdería la vida.

Gran Premio de Mónaco de 1950, primera victoria de Fangio – F1

Por otro lado, tenemos el caso de Lorenzo Bandini. En 1967, las medidas de seguridad implementadas en los trazados consistían mayoritariamente en poner fardos de paja como protecciones alrededor del circuito. Estos fardos absorbían gran parte del impacto, y obviamente, la deceleración del monoplaza al chocar era menos brusca que si el coche en cuestión chocara contra un árbol. Bandini, curiosamente en la misma recta que Ascari, perdió el control del monoplaza y volcó. Su Ferrari se incendió, prendiendo fuego así las barreras de paja que conformaban los exteriores del circuito y provocando un incendio masivo. Bandini perdió un brazo, y a los 3 días, la vida. Estos fardos de paja serían prohibidos tres años más tarde.

Muchos recordamos el accidente de Robert Kubica en Canadá. Viniendo de accidentes de gravísimas consecuencias a lo largo de los años, todos nos hicimos la siguiente pregunta: ¿cómo pudo Robert tener consecuencias tan leves? O lo que es lo mismo, vimos a Fernando Alonso volver andando tras su espectacular accidente en Melbourne hace ya cuatro temporadas. Es cierto que la seguridad en los monoplazas es algo vital, algo que hemos visto en accidentes como el acontecido en Spa en 2012 y 2018, y el de Romain Grosjean en Baréin hace un mes. Pero, dejando los monoplazas de lado… ¿cómo han ido evolucionando los circuitos en el apartado de la seguridad?

Pocos pueden imaginar una sola carrera de Fórmula 1 sin barreras. No obstante, lo cierto es que las barreras de seguridad no fueron obligatorias… ¡hasta 1974! Las escasas medidas de seguridad tomadas en los circuitos hasta establecerse la obligatoriedad de las barreras de seguridad se saldaron con terribles consecuencias, como el ya conocido desastre de Le Mans de 1955, donde el monoplaza de Pierre Levegh salió volando y 83 espectadores fallecieron.

Varios pilotos colisionan durante la salida del Gran Premio de España de 1975 – ESPN

Un año después de declarar obligatorias las barreras de seguridad en el gran circo, llegó el Gran Premio de España de 1975. En este Gran Premio, ya hubo múltiples quejas antes de la carrera, cuestionando la validez de los guardarraíles del circuito, y alegando que la sujeción entre los guardarraíles era muy débil y que un desafortunado golpe podría acabar en tragedia si algún piloto chocaba contra el muro. Los comisarios del circuito trataron de solventar esta situación arreglándolos, pero igualmente, pocos se fiaban de la seguridad del circuito. En la vuelta 26, Rolf Stommelen perdió el control de su Embassy GH1 y atravesó por completo el muro, atropellando a unos cuantos espectadores, de los cuales cinco perdieron la vida.

Durante esta época, además de los guardarraíles, eran frecuentes las vallas alambradas en los circuitos. Hubo otro susto parecido en la clasificación del Gran Premio de Sudáfrica de 1981, cuando Carlos Reutemann quedó atrapado y estrangulado entre los alambres tras colisionar contra las vallas. Los comisarios salvaron la vida del argentino. No obstante, lo peor llegaría en la carrera, cuando Geoff Lees impactó contra las vallas, cayéndose uno de los postes que sostenía el alambrado y golpeando en la cabeza del piloto británico, dejándolo inconsciente. Finalmente, Lees salió ileso y no hubo consecuencias graves.

Durante los años 80, otra medida de seguridad implementada en los circuitos fue la ya más familiar barrera de neumáticos. Lo cierto es que esta manera de proteger a los monoplazas estuvo vigente durante muchos años, y parecía la manera más segura de frenar el impacto de los monoplazas, para evitar mayores consecuencias. Las barreras de neumáticos contaban, obviamente, con un tubo protector en el que se ensartaban varios neumáticos, como si de una brocheta se tratase. Sin embargo, el riesgo de que algún neumático se saliera de la barra aun existía, y sucedió en muchas carreras, pero la más icónica fue en Interlagos, en 2003.

El coche de seguridad enfila la última curva de Interlagos tras el accidente de Alonso – F1

En medio de una torrencial lluvia que sacudía el trazado brasileño, Mark Webber perdió el control de su monoplaza e impactó contra el muro, perdiendo las cuatro ruedas, que quedaron esparcidas por la curva. Tras el accidente, ondearon banderas amarillas y el coche de seguridad salió a pista. Fernando Alonso, que rodaba tercero, no vio las banderas amarillas porque estaba discutiendo por la radio respecto a qué neumáticos calzar para el tramo final de la carrera, llegó a 270 kilómetros por hora a la última curva, e impactó contra uno de los neumáticos de Webber, yéndose contra el muro y haciendo saltar decenas de neumáticos que se esparcieron por la pista. Tras el incidente, se suspendió la carrera.

Por aquel entonces, se iba desarrollando el tipo de protección que tenemos hoy día en los circuitos: las barreras TecPro. Estas barreras comenzaron a ser producidas en 1998, y se han ido perfeccionando con el paso de los años tras diferentes accidentes. Consisten en varias capas de bloques de poliestireno que reducen de forma considerable los efectos del impacto de un monoplaza. Estas barreras han ido mejorando su función durante los últimos años y, ante el miedo de que algún piloto se quede atrapado bajo las barreras, como ya le pasó a Sainz en Sochi en 2015, se han ido desarrollando evoluciones.

De esta manera, con la implementación de las barreras TecPro, escalofriantes accidentes como el que sufrió Pastor Maldonado en Mónaco, en 2013, curiosamente en la misma curva que Ascari y Bandini, han quedado en simples sustos. Lejos quedan los fardos de paja que contribuyeron a que se incendiara el coche de Bandini. Hoy, gracias a las constantes investigaciones que se realizan acerca de la seguridad en lo que a monoplazas, pilotos y circuitos respecta, podemos disfrutar de una Fórmula 1 infinitamente más segura

Pastor Maldonado, tras sufrir un accidente en Tabac, en Mónaco, en 2013 – Eurosport

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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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