Análisis técnico: ¿Qué hay detrás de los motores del 2021?

Las esperanzas de una introducción fluida para lo que inicialmente sonó como un cambio sutil en las unidades de potencia actuales, se desvanecieron rápidamente.

Ni siquiera habían pasado 48 horas de la reunión entre equipos y fabricantes, y Renault y Mercedes expresaron sus temores de una carrera de armamentos innecesaria, mientras que Ferrari amenazó con abandonar por completo la F1.

Pero ¿por qué una idea para solidificar la visión de FIA y FOM para el deporte, reducir la complejidad, disminuir la barrera de entrada y poner más control en las manos de los pilotos causó tanta controversia?

Una hoja limpia

Mercedes AMG F1 W07 Hybrid Power Unit Mercedes-Benz PU106B

Photo by: Daimler AG

Al existir un conocimiento detallado de la ruta de desarrollo requerida para los motores actuales, Renault y Mercedes no se hacen ilusiones de que lo que se ha propuesto no sea una modificación menor: significa una unidad de potencia totalmente nueva para 2021.

La arquitectura V6 turboalimentada propuesta da la apariencia de un cambio similar con poco que hacer en términos de un nuevo desarrollo. Sin embargo, ambos fabricantes están en desacuerdo y saben que si bien no pueden desaprender las lecciones de la era híbrida, indudablemente comenzarán a partir de una hoja en blanco al diseñar la propuesta presentada hace unos días.

La eficiencia térmica y los complejos procesos de combustión que han sido un sello distintivo de la era híbrida se complicarán aún más por la necesidad de aumentar las características de flujo de combustible y coincidir con el nuevo perfil del límite de revoluciones.

Dentro de las nuevas normas se estableció la desaparición del MGU-H, lo cual llevará a un replanteamiento en el tamaño y la ventana de rendimiento del turbocompresor. Sumado a ello, se han ofrecido soluciones puente para las unidades de potencia actuales, reduciendo la dependencia de la eficiencia térmica, esto como una relajación respecto al límite de flujo de combustible y menos restricciones de la cantidad de combustible transportada, ambas consideradas como barreras de desarrollo para los nuevos fabricantes que quieren unirse a la serie.

Todas las nuevas propuestas parecen muy importantes para que cualquier nuevo fabricante ingrese al deporte.

No todo es malo 

Max Verstappen, Red Bull Racing RB13 leads at the start of the race and collides with Sebastian Vettel, Ferrari SF70H

Photo by: Sutton Images

A pesar de las preocupaciones sobre los costos, es justo decir que los fabricantes no están descontentos con todas las ideas que se han presentado, de hecho, algunas, como levantar las revoluciones para mejorar el ruido, tienen un respaldo completo por parte de las marcas.

La idea de regresar a un mayor desplazamiento del motor quedó detrás y la unidad de potencia V6 1.6L ICE con turbocompresor único se mantendrá, lo que en teoría debería limitar los costos de desarrollo necesarios para el futuro. Esto tendrá como resultado un mayor ruido por parte de los motores, uno de los puntos de mayor interés por los fanáticos y promotores, esto gracias al aumento a las 3,000 rpm y la eliminación del muy difamado MGU-H, que naturalmente apaga el turbocompresor a medida que recupera energía. Todos estas situaciones cambiarán el tono del motor.

Los planes también incluyen tener solo un generador de motor cinético, lo que significa que la F1 puede volver a un impulso de estilo KERS implementado por el piloto, en lugar de un sistema preordenado como parte de un algoritmo que la F1 utiliza actualmente.

También habrá una reducción de costos a través de un sistema de energía estandarizada y control de electrónica, que sin duda contribuirá en cierta medida a que compañías como Aston Martin, Porsche, Cosworth e Ilmor puedan al menos considerar seriamente una entrada en la Fórmula 1.

Lo más probable es esperar que la estandarización de algunas partes y la simplificación de otras también tenga un impacto positivo en la fiabilidad de las nuevas unidades, limitando aún más los problemas y penalizaciones que enfrentan algunos de los fabricantes actuales, tal como es el caso de Honda.

Las malas noticias 

Carlos Sainz Jr., Scuderia Toro Rosso STR12, stops his car as his engine smokes

Photo by: Glenn Dunbar / LAT Images

Sin embargo, desde un punto de vista tecnológico, el plan marca un alejamiento del empuje de súper alta tecnología que la F1 ha luchado desde que se puso en funcionamiento la era turbo híbrida. También significa una menor separación entre los fabricantes de automóviles en su propia identidad del motor, gracias al aumento de las piezas estándar.

También se han planteado dudas sobre si es necesario algún cambio, ya que la convergencia tecnológica parece estar ocurriendo y las dudas sobre la fiabilidad que afectaron las últimas campañas ciertamente mejorarán en los próximos dos años.

El estilo KERS que impulsa la FIA y Liberty podría volverse irrelevante si el piloto simplemente tiene la tarea de desplegar energía en cada curva para compensar la pérdida de potencia, esto dado que no hay MGU-H que ayuda a mantener el nivel del turbocomprensor.

Luego está el tema del peso, algo que debería ser una consideración importante al enmarcar estas nuevas regulaciones. Los autos de F1 ya son más pesados que nunca y eso que aún no se ha agregado el Halo que entrará en vigor a partir de 2018. Peso extra significa más masa para acelerar.

El esquema presentado no tiene abiertamente en cuenta el problema de peso, aparte de la eliminación de la MGU-H; sin embargo, si tiene que agregar un almacenamiento más grande para lograr los objetivos de despliegue deseador por el KERS; pero también habrá un aumento del ICE para lograr la mayor potencia necesaria. Todo esto puede llevar a que no tengamos mejores tiempos de vuelta.

¿Cuál es la solución?

Quizás la respuesta se encuentre en algún lugar entre lo que se ha propuesto y lo que los fabricantes quieren.

Algunos ajustes a las reglas podrían llegar a ser populares y cumplir las expectativas de los interesados, permitiendo la retención de las unidades de potencia actuales, con una hoja de ruta gradual hacia 2021, con un camino que permita la llegada de nuevos fabricantes.

Una solución ideal podría incluir:

Un aumento en el flujo másico de combustible y la eliminación del cálculo por debajo de 10,500rpm que limita artificialmente las revoluciones a alrededor de 12,000rpm, permitiendo a los fabricantes acelerar el límite actualmente inalcanzable de 15,000rpm, mejorando el rendimiento y el ruido de los motores.

Dar más libertad con respecto a la cantidad de combustible que se puede transportar, permitiendo decisiones de estrategia más variadas antes y durante una carrera.

Potencia extra al KERS: la capacidad de almacenamiento de energía aumentó a 6mj para permitir un aumento de 120kw (160bhp) en la implementación de un controlador sobre la entrega existente de MGU-K.

Un ERS y un turbo totalmente estandarizados, que incluyen MGU-H, MGU-K, batería y electrónica de control, reduciendo así la falta de fiabilidad, la complejidad percibida y permitiendo a los fabricantes nuevos la oportunidad de centrarse únicamente en el ICE.

Dichos cambios deberían satisfacer los problemas de costo, ruido, confiabilidad, desempeño y barrera de entrada para nuevos fabricantes, mientras se mantiene un objetivo común con las marcas que ya están involucradas.

El motor V6 de Renault F1 2014

Renault F1