De nuevo nos encontramos, como el año pasado, con Ferrari dando que hablar. Esta vez, han aparecido noticias y comentarios procedentes de diversas fuentes, que afirman que Ferrari tiene más de 50CV de ventaja en su U.P. con respecto a AMG Mercedes, y, extensivamente, Honda y Renault.
Mientras tanto, por parte de la F.I.A. no ha habido, aparentemente, movimientos al respecto, y oficialmente siguen afirmando que no se aprecia infracción a la normativa.
En primer lugar, es necesario recordar, para aclarar conceptos elementales y conocidos por muchas personas, pero que parecen olvidados o desconocidos en algunos artículos supuestamente técnicos, que una cosa es energía, y la otra potencia.
La energía se mide en Joules o alguno de sus múltiplos, como el MegaJoule, que es equivalente a 1 millón de Joules. También se puede medir en Kilovatios-hora, Kw-h abreviadamente, que es la unidad mediante la cual nos facturan nuestro consumo de energía eléctrica en los domicilios y empresas.
1 Joule es equivalente a 1 watio por segundo.
La potencia se mide habitualmente en watios, o bien Kilovatios, equivalente a 1.000 watios, o en Caballos de vapor. Es decir, que la potencia es el resultado de dividir la energía disponible por el tiempo. Si fabricamos un motor que puede dar una potencia de 100 Kw, deberemos suministrarle la energía necesaria para ello. Cuanta más energía tengamos disponible, más tiempo podremos hacer funcionar ese motor y empujar con esoss 100 Kw de potencia.
La energía que necesita y consume un F1 está acumulada en dos “depósitos”. Uno es el de combustible fósil, y el otro, la batería, de energía eléctrica. El primero se recarga antes de la salida, y se va consumiendo a medida que el motor térmico lo demanda, y el otro se va consumiendo y recargado, en función de la recuperación que se haga mediante los sistemas MGU-K y MGU-H.
También cabe reiterar que, tal y como hemos comentado repetidamente, la potencia total que puede disponer un F1 es la suma de la potencia máxima del motor térmico y la potencia del motor eléctrico del MGU-K, que es por reglamento de 120 Kilovatios, equivalentes a 163 caballos de vapor. Y no hay más, porque el reglamento no permite ningún otro sistema de suministro de potencia al vehículo.
Por tanto, dejémonos de darle vueltas a la cuestión de si Ferrari obtiene más potencia a partir de una segunda batería, o si extrae más de 4 MegaJoules por vuelta de la misma. Esto me parece claro y diáfano, y es muy fácil detectar su eventual incumplimiento.
Reglamento en mano, éste se puede infringir si disponemos de un motor eléctrico que dé más de 120 kilovatios de potencia, y ello pasa por, o bien superar la tensión nominal del motor, que en ningún momento puede superar por reglamento los 1.000 Voltios, o bien superar la intensidad nominal, 120 Amperios, o bien las dos, para que su producto, aplicando el coeficiente de 0,95 que prevé el reglamento, sea superior a 120.000 Watios. Ambos valores son fácilmente controlables, y, por tanto, no vemos cómo trampear el sistema.
Y lo mismo puede decirse de las baterías. Sean una o veintiuna, el conjunto no puede suministrar más de 4 Megajoules por vuelta, es decir, 120 Kilovatios durante 33 segundos, o bien menos kilovatios durante más tiempo, siempre que el resultado de la multiplicación de ambos dé 4.000, porque cada Megajoule de energía es equivalente a 1.000 Kilovatios-segundo. Para suministrar más, debería disponer de una capacidad mayor (cosa posible, porque el reglamento no dice capacidad máxima de la batería de 4 MJ, sino que la diferencia entre la carga máxima y la mínima no supere los 4 MJ por vuelta), y utilizarla, enviando más intensidad de corriente al motor eléctrico del MGU-K. De nuevo es fácil medir la intensidad de salida y el tiempo de aplicación, por lo que tampoco parece posible un invento que soslaye estas limitaciones reglamentarias.
El reglamento actual presenta dos sistemas de recuperación, que en conjunto suponen entre el 6 y el 8% del total de la energía consumida por un F1 en un gran premio, que es en total de 1.400 a 1.600 Kilovatios-hora, aproximadamente.
Por una parte, se recupera parte de la energía cinética del vehículo, a razón de 2 MegaJoules por vuelta como máximo, limitado por reglamento, mediante un generador eléctrico que «sustituye» parcialmente al sistema de frenado, convirtiendo esa energía cinética, que previamente hemos aportado para propulsar el vehículo, en energía eléctrica, almacenándola en la batería. Esa misma energía, luego la aprovechamos con el generador haciendo las funciones de motor eléctrico, de 120 kW, o 163 CV, limitado por reglamento, a 50.000 rpm. Es el MGU-K. Por otra parte, tenemos el sistema de recuperación de energía térmica, MGU-H que aprovecha la energía generada en el proceso de combustión y no aprovechada por el motor térmico, recuperando entre 3 y 4,5 MegaJoules por vuelta. Cabe señalar que no existe limitación reglamentaria a la recuperación energética por la vía térmica del MGU-H.
Si Ferrari tiene más potencia máxima, esta viene forzosamente del motor térmico y su entorno; no de los sistemas de recuperación.
Un kilo de gasolina como la que se utiliza en F1, tiene un poder calorífico inferior (la energía realmente disponible) de 12,20-12,40 KW-h. Si disponemos de un flujo máximo de 100 kg/hora, eso significa que tenemos a nuestra disposición un caudal de energía que permitiría alcanzar al motor térmico unos 1.240 KW de potencia, si todo el combustible se transformara al 100% en potencia de empuje del motor, cosa imposible porque existen pérdidas por rozamiento, por mala combustión y otros factores. Hoy en día se alcanzan en los V6 turbo más de 600 KW de potencia máxima, es decir, aproximadamente, la mitad de la teórica disponible. Es el famoso 50% de rendimiento al que se hizo referencia por parte de Mercedes al final de la temporada 2017. El resto se pierde en calor, en buena parte disipado por el escape y en parte recuperado por la MGU-H. Cabe recordar que ese rendimiento es realmente extraordinario, y representa uno de los avances más importantes de la F1 actual, extrañamente poco publicitado por los responsables de la misma. Y es este rendimiento que Ferrari podría haber mejorado, pasando de un 50 a un 53 o 54%, suponiendo que el poder calorífico inferior del combustible que usa Ferrari sea el antes señalado, de 12,40 Kw-h/kg. Si han conseguido alguna mejora en este sentido, naturalmente todo ello se transforma en mayor potencia a igualdad de rendimiento. Asimismo, si han conseguido mejorar las cualidades de ese combustible, o del aceite motor, para reducir la fricción interna del motor térmico, también supone aumento de potencia, por menores pérdidas por fricción.
Ferrari también puede haber conseguido una mejora en todo el proceso de combustión interna en sí mismo, evitando desperdicio de combustible mal quemado, mediante una combustión optimizada respecto del ciclo del motor, para aprovechar mejor la explosión del combustible y su transformación en empuje efectivo sobre los pistones.
Esta mejora es plausible, y, no nos engañemos, ya viene en parte de la temporada anterior. No podemos olvidar que Ferrari, salvo escasas temporadas, siempre ha dispuesto de motores potentes, y además cuenta con los proyectos de coches de calle, en los que también aprenden cosas útiles para sus F1. Sus problemas no han venido, fundamentalmente, de la parte motriz, sino de otros departamentos, y de su modelo de gestión. Pero esto no es objeto de este artículo.