La actualidad en forma de sanciones por cambio de elementos de la unidad de potencia por encima del máximo permitido nos lleva a escribir este post, con el ánimo de clarificar la situación e intentar hacer más inteligible el elemento clave del vehículo, es decir, el propulsor.
En F1 hemos vivido muchos reglamentos en materia de propulsores a lo largo del tiempo. No voy a extenderme en ello en este post, puesto que ya hay muchos sitios web en los que se puede visualizar la evolución de los motores F1, y tiempo habrá para hablar de motores. Como puntos destacables decir que el reglamento fue casi siempre muy libre, hasta los V8 de 2,4 litros aparecidos en 2.006, resultado de la amputación de dos cilindros a los V10 de 3 litros que se utilizaron desde 1.996 hasta 2.005. Ahí empezaron las verdaderas restricciones a la libertad en la evolución de los motores, limitados en su diseño a V8 a 90º y con unos valores de diámetro y carrera internos muy acotados.
En 2.009 empezó la hibridación, llevados por las voces que pedían que los F1 no podían quedar con motores atmosféricos cuando los vehículos convencionales empezaban a disponer de unidades híbridas. Se incorporó el KERS, un motor eléctrico que podía hacer las funciones de generador para recuperar energía en las frenadas, y una batería que acumula la energía generada, y cuando el conductor lo requiere, la devuelve al motor eléctrico para que éste a su vez la envíe a la transmisión. El reglamento establecía una potencia máxima del motor eléctrico de 80 cv (60 kW) y durante un tiempo máximo de 6’6 segundos por vuelta. Es decir, limitaba la capacidad de la batería, y la potencia máxima del motor eléctrico.
La energía se obtiene de las frenadas. Para reducir la velocidad de un vehículo es necesario aplicar una energía a ello, ya que si no es así, la inercia que lleva el coche le sigue empujando hacia adelante. Si nosotros aplicamos un sistema que colabora a retener el vehículo por resistencia al avance que se transforma en electricidad mediante un generador eléctrico, estamos recuperando parte de la energía utilizada para reducir la velocidad. Esta energía es gratuita, puesto que proviene de la propia inercia del vehículo, y si no la aprovechamos se convierte en calor, que es el proceso que se experimenta en los frenos.
Este primer sistema fue complejo de incorporar, de tal forma que al año siguiente se eliminó, para recuperarlo a partir del 2.011 hasta 2.013.
Todo ello añadido al motor atmosférico de 2.400 cc y 8 cilindros en V a 90º, con cotas de diámetro y carrera fijadas, así como el régimen máximo de revoluciones, a 18.000 por minuto y posteriormente, en los últimos años, a 17.000 rpm.
El conjunto daba unos 750-780 cv de motor atmosférico y 80 cv de motor eléctrico durante 6,6 segundos. El resto de la vuelta se disponía únicamente de los 750 c.v. convencionales.
Los tiempos por vuelta mejoraron solo ligeramente, ya que la incorporación del sistema eléctrico también supuso un aumento del peso mínimo, con lo que parte de la ganancia teórica se destinaba a compensar dicho aumento de peso.
Dado que el motor V8 llevaba varios años prácticamente congelado por normativa, las diferencias entre fabricantes eran pequeñas, y de ahí que hubiera vehículos con distintos propulsores luchando por la victoria.
En 2.014 tuvo lugar el último gran cambio de reglamento. Después de una inicial decisión de incorporar motores de 4 cilindros y 1.600 cc turboalimentados, se pasó definitivamente a motores de 6 cilindros en V a 90º, de 1.600 cc turboalimentados a presión libre, limitados a un régimen máximo de giro de 15.000 revoluciones por minuto, con sistema híbrido compuesto por un motor generador eléctrico, con una potencia máxima de 160 cv, es decir, el doble que el anterior KERS, funcionando con el mismo sistema de recuperación de la energía en frenadas, y una batería con capacidad para almacenar energía suficiente para alimentar a máxima potencia el motor eléctrico durante 33 segundos por vuelta, es decir, prácticamente siempre. A ello se añadió otro sistema de recuperación energética situado en la turbina del turbocompresor, que obtiene la energía de la rotación de la turbina. Dicha energía también se acumula en la batería, de forma no limitada por el reglamento. Es decir, que podemos obtener toda la energía que seamos capaces de o nos convenga recuperar de la turbina. No ocurre lo mismo con la recuperación de energía por medio del motor-generador eléctrico, que está limitada a 2 Mjoules por vuelta, correspondiente a la mitad de la energía máxima disponible por vuelta (4Mjoule) para ser utilizada en el motor eléctrico.
Además de lo anterior, el reglamento limita el consumo total por gran premio a 100 kg de combustible para el motor convencional de gasolina, y el consumo instantáneo de gasolina a un caudal máximo de 100 kg/hora. No se permiten repostajes.
Es decir, y esto es muy importante, poco comentado y valorado en sus justos términos, se reducía el consumo total de combustible cerca de un 35%, para una velocidad promedio muy parecida. La potencia total obtenida en 2.014 estaba por encima de los 800 cv (650 cv del motor de combustión y 160 cv del motor eléctrico), mientras que el régimen máximo de rotación no alcanzaba ni las 12.000 revoluciones, ya que la limitación de caudal y el rendimiento obtenido no daban para más. Si se aumentaba el régimen, aumenta el consumo, y si no disponemos de combustible adicional, baja el rendimiento por las mayores pérdidas por rozamiento interno, con lo que no compensa.
Toda esta complejidad requiere de una unidad de control de gestión de la potencia muy sofisticada, que permita regular adecuadamente los distintos flujos, optimizando la recuperación, conservación de la energía, y devolución de la misma al motor eléctrico.
Los tiempos por vuelta rápida se resintieron. No por falta de potencia, sino por el notable incremento de peso, de cerca de 100 kg respecto al anterior y por los cambios restrictivos en la aerodinámica que también se incorporaron con la modificación reglamentaria.
En 2.014 se limitó a 5 el número de motores y unidades periféricas para toda la temporada, con penalización de 10 plazas en parrilla de salida para cada sustitución por encima de las 5 unidades permitidas. El número de cajas de cambio se limitó a 6, también penalizando a partir de la séptima con 10 plazas en parrilla.
En 2.015 el límite a pasado a 4 unidades de potencia. El reglamento técnico de las unidades de potencia no ha variado en lo esencial en 2.015, si bien algunas evoluciones permitidas han hecho que la potencia haya aumentado unos 50 o 60 cv, todos procedentes del motor. Se puede ver en las retrasmisiones como las revoluciones ya alcanzan las 12.000 por minuto, cosa que no ocurría en el 2.014.
Dada la complejidad del sistema, por otra parte muy atractivo como desarrollo tecnológico, considero exagerada la medida de limitar a cuatro unidades todo el campeonato. La F1 es la máxima expresión de la velocidad. No hay otra categoría en todo el mundo con vehículos tan orientados a la prestación pura, ni con un nivel de talento de conducción tan elevado. Ser conservadores con el número de motores también implica serlo con la forma de conducción, y ello va en contra de los principios que han regido siempre en la F1; va en contra de su ADN.