Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I: La Suspensión Activa

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I: La Suspensión Activa

@SergioBarranco8  nos trae una serie de artículos técnicos relativos a las piezas más controvertidas en la historia de la Fórmula 1, desde La Suspensión Activa de los Williams Renault de los años 90 (FW14B-FW15), pasando por el Mass Dumper del F1 Renault que coronó a Fernando Alonso con sus únicos, hasta el momento, títulos mundiales de F1 hasta llegar a los famosos difusores traseros de Brown GP y los escapes sopladores de Red Bull.

Antes de nada, saludaros a todos y pediros disculpas por este parón informativo… cosas de tener que ganarse la vida 🙂

Llevaba mucho tiempo rondándome la cabeza hacer un artículo que nunca había leído en ningún medio informativo (desde luego imposible en nuestro país)  sobre las piezas que a lo largo de los años, habían marcado un antes y que estaban predestinadas a marcar un después, en la F1, hasta que la sabiduría de la FIA se interpuso en su camino, y en el de los ingenios que las crearon.

Ante tal ristra de maravillas técnicas, ha sido difícil seleccionar las que aúnan el mayor interés deportivo y técnico, pero creo que las que vamos a tratar en esta serie de artículos, serán del interés y conocimiento general de todo buen aficionado a la Fórmula 1 (por cierto, os recuerdo los artículos Historia del corazón de la Fórmula 1 Parte I y Parte II)

Permitirme que os esboce el contexto histórico en el que esta maravilla tecnológica de la época llamada Suspensión Hidroneumática Activa marcó la diferencia.

Allá por la temporada 1991, el equipo Williams Renault decidió echar el resto y estrenar una modificación radical en su monoplaza FW14. Cuando un monoplaza aumenta en una unidad el dígito incluido en su denominación (es algo común en todos los monoplazas de la F1) se suele indicar que se trata de un modelo nuevo al de la temporada anterior, pero cuando se incluye una “B” a continuación de dicho dígito, suele indicar una remodelación completa de la versión del modelo del año anterior. Lógicamente, este tipo de modificaciones no se suelen incluir a lo largo de la temporada en curso, ya que supone un cambio radical en el monoplaza que conlleva habitualmente un periodo de diseño y test demasiado amplio como pare llevarlo a cabo con la competición en marcha. Pero más raro aún es, que un equipo saque una especificación “B” de su modelo, en la última carrera de una temporada y más cuando su monoplaza es de los que más han evolucionado a lo largo del año.

Sin embargo, Williams, en un alarde de extravagancia, estrenó su modelo FW14B en el circuito de Adelaida en Australia, en la última cita de la temporada 1991.

¿Qué contenía esta especificación como para que el equipo Williams cometiera semejante despropósito? La respuesta era sencilla: La Suspensión Activa

El FW14B no tuvo un estreno a la altura de las expectativas, pero no fue por su mal hacer, sino por el tremendo diluvio que acompaño la carrera de Adelaida ese año.

Durante el comienzo de la temporada 1991 el FW14 no empezó con buen pie, el McLaren del malogrado Ayrton Senna sacó una gran ventaja en las primeras carreras del año, ventaja que el FW14 no consiguió anular completamente pese a las palpables mejoras introducidas a lo largo de la temporada. Eso sí, no le puso las cosas nada fácil a Mclaren, quedándose muy cerca de arrebatarle el campeonato a Ayrton Senna.

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa

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El año 1991 terminó, y Williams ya tenía preparada desde mediados de la temporada anterior,  su máquina para el año 1992, que no era otro que el FW15.

Sin embargo, el FW14B estrenado en Australia en la última carrera de 1991, se demostró tan sumamente rápido en la pretemporada de 1992, que Williams decidió posponer el estreno del FW15. Y tal fue el dominio del FW14B en el año 1992, que el FW15 no se llegó a estrenar esa temporada.

El FW14B pilotado por el gran Nigel Mansell en el año 1992 consiguió, de las 16 carreras disputadas,  ganar 9 y quedar segundo en tres ocasiones… el resto de las 4 carreras que completaron la temporada, se contaron como abandonos. Vamos, que el FW14B a manos de Nigel, ganó todas las carreras por la que pasó por meta salvo en tres ocasiones, en las que quedó segundo.

El FW14B contaba no solo con la fabulosa suspensión activa, sino también con control de tracción y frenos antibloqueo electrónicos, así como con cambio semiautomático con función auto-up (subida automática de marchas en el momento óptimo).

El elenco de maravillas con las que contaba  el FW14B cerraba el festín con sistema fly-by-wire (telemetría en tiempo real), computadores independientes de gestión del motor, cambio y suspensión, embrague electrónico.. y la guinda del pastel, la suspensión activa hidroneumática. Todo esto aderezado con la aerodinámica de un señor llamado Adrian Neway. ¿Os suena de algo?

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa - Adrian Neway y Patrick Head

Centrándonos en la suspensión activa, vayamos por partes, comencemos contando qué es lo que hace una suspensión, o sea, cuál es su labor.

El elemento que sustenta y mantiene la vertical del coche sobre el pavimento, es el neumático.

El neumático se monta sobre la llanta. La llanta, por su centro, se atornilla al buje que a su vez (mediante la intervención de rodamientos que permiten y facilitan el giro) se conecta al chasis del vehículo a partir de barras metálicas y ejes y, en el caso de tratarse de las ruedas motrices, a través de ejes de transmisión.

Pero todo vehículo avanza, y no siempre puede hacerlo en línea recta, al girar, este se ve afectado por una fuerza “ficticia” denominada  fuerza centrífuga (centrifuga significa que huye del centro). La fuerza centrífuga, como su propio nombre indica y podréis deducir todos, “empuja”, de manera natural, al vehículo hacía el exterior de la curva.

En la fuerza centrífuga intervienen tres factores, la masa del vehículo, la velocidad angular del mismo y su posición respecto al eje. Sin embargo, la fuerza o componente de fuerza, REAL que afecta al vehículo en un giro, es la fuerza CENTRÍPETA.

La Fuerza centrípeta es toda fuerza o componente de fuerza dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria de una partícula. Así, en el caso del movimiento circular uniforme, la fuerza centrípeta está dirigida hacia el centro de la trayectoria circular y es necesaria para producir el cambio de dirección de la velocidad de la partícula. Si sobre la partícula no actuase ninguna fuerza, se movería en línea recta con velocidad constante.

La fuerza centrífuga no es una fuerza en el sentido usual de la palabra, sino que es una fuerza ficticia que aparece en los sistemas referenciales no-inerciales. Es decir, la fuerza aparente que un observador no inercial parece percibir como resultado de la no inercialidad de su sistema de referencia.

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa - La fuerza centrífuga

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Bueno, con todo esto sólo quiero intentar dejar claro que existe una fuerza que, en mayor o menor medida, pero siempre proporcionalmente a la velocidad y a la masa del vehículo en movimiento, tiende a empujar  al vehículo hacia el exterior de la curva.

Aquí es donde interviene la suspensión, que no solo se ocupa de absorber las irregularidades del asfalto mediante los amortiguadores, sino que también se ocupa de tratar de mantener el vehículo en la trayectoria mediante la generación de sustentación o fuerza contraria a la centrípeta.

Imaginaros la cantidad de fuerza centrípeta que se puede generar por un vehículo de 800kg a 250km/h tranzado una curva de 30º.

¿Cómo se genera esta capacidad de sustentación? Las barras de la suspensión son las encargadas de transmitir la fuerza centrípeta hasta los amortiguadores para que estos, con su resistencia hidráulica, neutralicen la misma manteniendo el coche en su posición.

Aquí entra en juego la palabra mágica: La hidráulica.

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa - Williams FW15C Renault 10

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa

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No vamos a hablar de dinámica de fluidos, tampoco es momento de doctorarse en física:), pero para que todos os hagáis una idea, una pequeña cantidad de líquido hidráulico mantenido bajo una presión concreta, es capaz de llegar a aguantar fuerzas de varios miles de toneladas. El peso es una fuerza, como lo es al fin y al cabo, nuestra famosa fuerza centrípeta.

Pues bien, como ya hemos dicho antes, la fuerza centrípeta se verá en mayor o menor medida, afectada por la masa y la velocidad angular. Por lo tanto, la resistencia hidráulica que debe obtenerse para mantener el vehículo estable en una curva, no será la misma si la curva es de 90º y la velocidad de 60 km/h, que si esa misma curva la tomamos a 100 km/h o la curva es de 30º y la tomamos a 280 km/h, la diferencia es abismal.

¿Cómo ajustamos entonces esta resistencia? Pues buscando un equilibrio, manipulando el amortiguador mediante reglajes fijos externos e internos, mezclando densidades de fluidos hidráulicos que reaccionan de distinta manera ante incrementos de presión, ayudando al amortiguador mediante muelles con diferentes reacciones de sujeción. Hay mil formas a cual más compleja y difícil de ajustar a cada curva/situación.

Pero, ¿y si metemos por medio un sistema capaz de cambiar todos los ajustes posibles en tiempo real? Es decir, ¿si tuviéramos un “cerebro” electrónico que lea 100 veces por segundo las fuerzas que está soportando el vehículo y sea capaz de accionar 10 parámetros diferentes del amortiguador en ese segundo ajustando así la resistencia al momento y situación específica?

Lo que obtendríamos sería un coche que va ofrecer poca resistencia cuando la velocidad es baja, y que aumentará proporcionalmente cuando esta suba, de igual manera, este cerebro mantiene la horizontalidad del vehículo ante baches, badenes, o frenadas, aceleraciones. Es decir, tenemos un vehículo que gira totalmente plano, capaz de absorber grandes cantidades de energía centrípeta sin moverse del sitio…

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa

 Esto fue, a grandes rasgos,  lo que desarrollo Williams Renault con su FW14B, y que nos permitió ver a todos los que tuvimos la suerte de estar ahí en esa época, durante las carreras del año 1992 y 1993, hasta que la FIA decidió que el ingenio, el progreso, era trampa.

Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I:  La Suspensión Activa - Williams FW15C Renault 18

Bueno, el concepto es sencillo, y el resultado increíble. Ver en directo el FW14B era impresionante, giraba totalmente plano, siempre se mantenía a la misma altura fuera cual fuera la situación, tanto frenando, como acelerando como en pleno apoyo. La suspensión absorbía al milímetro todas las fuerzas generadas fuera cual fuera el movimiento. Una auténtica obra de arte en movimiento.

Otra curiosidad o gadget del FW14B, que le permitía su regulación dinámica de la suspensión, era la posibilidad de variar la altura del coche a voluntad del piloto.

La altura solo podía variarse manualmente en su parte trasera y unos pocos milímetros,  sin embargo eran los suficientes para afectar la aerodinámica trasera y disminuir la capacidad de arrastre para ganar varios km/h en las rectas, momento en el cual el drag aerodinámico no es tan determinante para mantener la estabilidad.

Esta maravilla de la ingeniería dejo huella en la competición, sin duda, pero también en la industria automovilística, donde hemos podido ver diversas versiones de suspensiones auto adaptativas montadas en vehículos de gama alta así como en camiones, motos, etc.

Muchas gracias a todos por haber llegado hasta aquí y por dedicarnos vuestro tiempo, un saludo a todos desde el equipo de CompartirPasión.com !!

No os perdáis la próxima entrega. Hablaremos del “Mass Dumper” del Renault de Fernando Alonso.

¿Y tú qué opinas?

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@SergioBarranco8

Consultor Informático de profesión, adorador de la combustión interna y aficionado al humor del Sr. Jeremy Clarkson. Jeremy, por favor, contrátame! Yo soy como un Stig que además sabe hacer tortilla de patatas! Esta frase me definiría en idioma Top Gear: “Some say he naturally faces magnetic north, and that all of his legs are hydraulic... all we know is, he's called the Stig.” Algunos dirían, entre los que estaría mi mujer, que estaría feliz comiendo en latas de aceite y bebiendo con purgadores de hidráulico. O que no entienden por qué pensamos en gastarnos nuestros jornales en artilugios metálicos sin practicidad ninguna, pero es lo que tiene ser un fanático de la combustión interna, preferimos el olor del escape de un motor de 2T a un Channel nº4, y diferenciamos un escape sebring de uno de origen mejor que un solo de guitarra de uno de trompeta. Para nosotros, la idea de la perfección sensorial llegará cuando podamos contar las RPM de un motor mono cilíndrico a “oído” y decir si necesita un ajuste de válvulas o tiene algún segmento quemado. En fin, al final no es más que un cúmulo de sensaciones que nos hace felices, para algunos son absurdas, para nosotros son pasión, ¡y por eso qué mejor sitio que COMPARTIR PASION para soltar mis excentricidades!

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11 Responses to Piezas prohibidas en la Fórmula 1 Parte I: La Suspensión Activa

  1. mariano dice:

    Muy muy interesante articulo! felicidades por esta pasión.

  2. Impresionante, me quedo alucinando los conocimientos que tienes de la F1, le das mil vueltas a muchos. En

  3. Tremendo Sergio, los conocimientos que tienes… pero ya no únicamente esto, sino el cómo los expones… Me has hecho recordar clases y clases de física en la Universidad y te aseguro que contigo en la pizarra hubiera prestado mucho más interés (y habría aprobado antes). El artículo, interesantísimo. Y la FIA… un tanto tocapelotas. Quizá si en vez de prohibirlo obligaran a compartir los avances con las demás escuderías, sus ingenieros tendrían mucho más trabajo contrarreloj, y sería más interesante… también para el usuario de vehículo común, pues más marcas contarían con las ideas para aplicarlas a los utilitarios.

    El artículo, como siempre, es de diez.

  4. Anónimo dice:

    Hoy descubrí está página y me leí ya 3 excelente artículos técnicos que tienes. Ahora si veo la F1 de otro ángulo.

  5. No sabes lo mucho que significan esos comentarios para nosotros, muchas gracias !!

  6. Anónimo dice:

    F1 es la categoría máxima donde todo debería valer, solo exceptuando las que pongan en riesgo a los pilotos como fueron los “supercargadores brutales” que llevaban a los motores a las cercanías de los 1000HP !!! fue la única intervención de FIA que me pareció justa ya que era demasiado, pero la suspensión activa no es trampa, es una forma inteligente de resolver un problema. Por eso perdí el interés en la categoría

  7. rafa dice:

    Hola, genial el artículo. Quería preguntar si al final del párrafo que sigue al esquema de las fuerzas hay una errata. Si sería fuerza centrífuga en lugar de centrípeta. Gracias por la aclaración, les ánimo a hablar de “inventos” de décadas anteriores. Saludos y larga vida a la F1 a pesar de como esta el patio. Siento la escritura.

  8. elrincondepedro dice:

    Como curiosidad: El vehiculo que tomó esta tecnologiía fue el Citroen Xantia Activa

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