La evacuación de calor, el escollo de la Fórmula 1 de 2014

En menos de un mes comenzará en Australia una nueva temporada de Fórmula 1.

En estos días, los 11 equipos llevan a cabo unas jornadas de pruebas en Baréin para poner a punto unos coches que son notablemente diferentes a los del año anterior: nuevos motores, nuevas cajas de cambio y nuevo sistema de aprovechamiento energético que sustituye al KERS de años anteriores. En puridad, puede decirse que la Fórmula 1 de 2014 se disputa con coches híbridos.

Pocas especialidades deportivas encierran tantos secretos como el automovilismo de alta competición. Decenas de ingenieros y mecánicos se dedican a buscar soluciones que permitan obtener mejores resultados que los rivales. Unas veces aciertan y otras no. Pero en lo que aciertan casi siempre es en mantener en secreto las innovaciones. Así que desvelar estos secretos para que el público entienda el porqué de determinada actuación o el dominio de un equipo sobre otro es una tarea poco menos que imposible. Conformémonos con dar algunas claves para entender qué es lo que debe estar cociéndose entre bastidores. Y, de momento, lo que se ha desvelado es lo visto en Jerez y lo que veremos en estos días en Baréin.

Nos detendremos en un aspecto que ha sido determinante en la primera toma de contacto de los nuevos coches con el circuito y que se ha mostrado "preocupante" para los motores Renault.

Hasta el extremo de que el equipo Red Bull apenas pudo dar una docena de vueltas al circuito en los 4 días de ensayos. Caterham, que también utiliza Renault, pudo dar algunas más y Toro Rosso llegó a las 100 vueltas, la cuarta parte que los equipos con motores Mercedes o Ferrari.

El problema con el que se enfrentó Renault es el de la disipación del calor en su nuevo motor turbo de 6 cilindros. Y es sorprendente que haya sido la marca francesa la que está sufriendo problemas, ya que no solo ha sido la pionera en la utilización de motores turbo en F1, sino que acumula una enorme experiencia en turbocompresores desde que en fechas ya lejanas adquiriese Volvo. Precisamente este know-how sobre motores turbos debe permitirle superar los problemas iniciales.

Un motor es un dispositivo que transforma la energía térmica en energía dinámica; o, dicho en otras palabras, que transforma el calor en movimiento. Recuerden que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma. En el caso de los motores de automóvil, la energía térmica se produce por la combustión de la gasolina.

En los más de cien años de existencia de los motores de explosión (que se llaman así porque la gasolina explota en el interior de los cilindros), lo que se ha buscado es que la mayor cantidad de energía se utilice para producir movimiento. Sin embargo, la mayor parte de este calor se desperdicia.

En un automóvil convencional el aprovechamiento es del orden del 25%. En un motor de Fórmula 1 puede llegar a un 33%. Este calor desaprovechado se va fundamentalmente por el escape (alrededor del 70% de todo el calor disipado) y otra parte por el sistema de refrigeración. Este sistema de refrigeración consiste en rodear al motor con agua (o un líquido refrigerante) y enfriar este agua haciendo pasar un chorro de aire a través de un radiador o intercambiador de calor. Es decir, pasamos el calor del motor a la atmósfera, utilizando el agua como transporte de esa energía.

La obsesión de la Fórmula 1 de estos últimos años ha sido la aerodinámica. De hecho, son los ingenieros aeronáuticos los que ocupan los tableros de dibujos... O para ser más precisos, los ordenadores de diseño. Naturalmente, cuanto más eficiente sea esta aerodinámica más difícil es la disipación del calor, ya que hay menos flujo de aire en contacto con los radiadores.

Pero más o menos, los ingenieros habían conseguido resolver el problema haciendo monoplazas muy eficientes aerodinámicamente y sin graves problemas de calentamiento. Recuerden que uno de los problemas con los que se enfrentaban los pilotos era el de circular detrás de un rival. Si prolongaban mucho tiempo esta posición podía haber problemas de temperatura, ya que el aire era mucho más caliente (calentado por los escapes del coche que iba delante) y llegaba a los radiadores con turbulencias. Por tanto, el intercambio de temperaturas en los radiadores era menor y el motor no podía disiparla toda.

Y, de repente, llegan los motores turbo. Todo el balance térmico se va al garete y hay que empezar de cero. En un motor turbo se utilizan los gases de escape para comprimir el aire que entra en los cilindros, de modo que entre más cantidad de oxígeno y, por tanto, haya mayor rendimiento energético. Y a mayor rendimiento energético, más necesidad de evacuar el calor.

Han tenido dos años los ingenieros de Ferrari, Mercedes y Renault para poner a punto los nuevos motores y pronto veremos los resultados. Mercedes parece que lleva ventaja, pero lo que todos los aficionados estamos esperando es el resultado de un nuevo sistema de intercambiador de calor que está experimentando Ferrari y del que poco se sabe.

Lo que ha trascendido es que los conductos por los que circula el refrigerante en los radiadores son excepcionalmente finos: dos décimas de milímetro y en titanio. Es decir, nos encontramos con un sistema capilar de evacuación de calor. Una tecnología nueva en esta disciplina y que, si funciona, puede dar a Ferrari una cierta ventaja. Naturalmente, todos van a copiarla inmediatamente. Entre otras razones porque estos intercambiadores están fabricados por la empresa norteamericana Mezzo Technologies.

En Jerez, en enero, la temperatura ambiente era fresca tirando a fría y aun así, en Red Bull tuvieron que improvisar conductos de refrigeración en el monoplaza porque no eran capaces de evacuar el calor del motor Renault. En Baréin, con más calor y mucho polvo en la pista, el problema será sustancialmente más grave, así que todos atentos a este detalle que puede ser decisivo en el desarrollo de esta temporada. Al menos, Fernando Alonso parece situado en el lado bueno de la mecánica.