lunes, 9 de febrero de 2015

Olvidad que son sólo redondas y negras


Los neumáticos son la parte más crítica del funcionamiento de un monoplaza. Presentan un forma que al carecer de carenado ofrece una notable resistencia al avance; trasladan la potencia del motor al asfalto en el eje trasero y ayudan a gobernar el trasto desde el delantero; y en el caso de la Fórmula 1, debido a su tradicional y grueso volumen, forman parte imprescindible de las suspensiones de un coche de carreras.

Dicho así, en crudo y sin calentar, puede echar para atrás, pero las ruedas suelen parecer complicadas de entender porque afectan a áreas muy distintas del vehículo. Así las cosas, lo mejor que podemos hacer es discriminar vuelapluma sus diferentes responsabilidades porque en cuanto El Circo comience a rodar otra vez en Barcelona, vamos a hablar de gomas hasta cansarnos.

1.- Las ruedas suponen un problema aerodinámico porque al estar descubiertas generan mucho drag, como mencionábamos a finales de enero [Guía para mejorar las entendederas], pero cabe decir que también ayudan a que la aerodinámica del coche, con especial énfasis en el fondo plano, funcione óptimamente dentro de los márgenes fijados por los ingenieros, aportando estabilidad y mejorando las prestaciones.

2.- Mecánicamente, las ruedas se encargan de dotar de tracción al coche en el eje trasero mientras que en el delantero, aseguran que se pueda conducir...

3.- ... y también hacen de extensión natural de los amortiguadores, absorbiendo parte de las irregularidades del terreno o de las diferentes fuerzas laterales o longitudinales que afectan al coche en frenada, aceleración, paso por curva o en los cambios de dirección.

No os tiréis de los pelos tan pronto. Todos los equipos sufren similares problemas con las ruedas y los solucionan adoptando diferentes ideas más o menos coincidentes, así que podemos aparcar términos como convergencia, alineación, camber o caster, porque todos ellos tiende a mejorar la tracción, la gobernabilidad, el nivel de respuesta dinámico o la estabilidad del vehículo, obviamente con mejor o peor fortuna. Y nos vamos a centrar en el punto 3, la función más desconocida y que más quebraderos de cabeza produce al aficionado medio porque a la postre, interacciona inevitablemente con las otras dos y a veces, con desastrosas consecuencias.

Dicho lo cual, un neumático es una forma cilíndrica, compacta pero elástica, que tiene una determinada capacidad para deformarse porque está construida de goma y materiales flexibles y rellena además, de un agente gaseoso. Cuenta con una superficie externa (banda de rodadura) que se degrada para generar el necesario rozamiento que permitirá a su vez, que el monoplaza avance o evolucione a velocidad sobre la pista.


En la imagen de arriba podemos observar dos esquemas fundidos en una misma imagen, que se corresponden a la parte delantera de un F1 coche (izquierda) y a la final (derecha) —no aparecen otros elementos ajenos a la suspensión porque andaba perezoso y he trabajado sobre una viñeta que hice hace tiempo, precisamente para hablar de suspensiones—. 

En ambas se puede ver que los amortiguadores «principales» están alojados dentro del chasis y son mucho más pequeños que los utilizados en otras disciplinas del motor y la razón estriba, como espero que se pueda apreciar en la transparencia, en que descartado el volumen de la llanta, el espacio para albergar gas dentro de una rueda es bastante generoso, cuestión que afianza la idea de elasticidad que mencionábamos antes y nos permite entender por qué la rueda hace de amortiguador externo.

Contrariamente a lo que se piensa, su desgaste no afecta solo a la superficie, sino que implica a todo el conjunto.

1.- La banda de rodadura se desagasta en lo que denominamos huella (zona de contacto entre la goma y el asfalto) —existen fenómenos asociados como el graining o el blistering, pero dependen más de la temperatura de funcionamiento, y otros como los pinchazos, reventones o delaminaciones, que son coyunturales—, aunque el deterioro se reparte por toda la circunferencia del neumático ya que, obviamente, siempre hay una zona de él en contacto permanente con el suelo.

2.- La estructura del neumático se degrada también porque está sometida a un esfuerzo continuado que origina la temida fatiga y pérdida de prestaciones elásticas (usura), circunstancia que suele ser la razón principal que determina su vida útil ya que superado un rango de tiempo concreto, el amortiguador deja de sostener adecuadamente el coche y precisa de ser sustituido por otro.


Vamos con el segundo esquema. Y lo vamos a hacer seccionando las ruedas y sustituyendo el gas del interior de los neumáticos por muelles como los de los colchones de la abuela (destacados en naranja).

Cuando compras un colchón de este tipo, de los de toda la vida, para que nos entendamos, el fabricante suele indicar que se sustituya por otro a los 5 años, más o menos, con lo cual, nos está diciendo que las cualidades de rigidez o elasticidad, su comodidad en definitiva, dejará de estar garantizada pasado ese tiempo.

Ya sabemos cómo va la historia de los colchones en las casas así que no me voy a extender en este punto. Pero dejemos que transcurran esos cinco años a cámara rápida en una proyección de media hora de duración —con los niños saltando encima, tú sentándote en el lateral para ponerte los calcetines, las medias o jugar a la PlayStation, o cenar, o comer mientras ves tu programa favorito; por supuesto incorporando el tiempo que utilizas para dormir o echar la siesta, o estar enfermo; o los contados saltos del tigre que has realizado con tu pareja, etétera, etcétera, etcétera—.

Si el colchón es de tipo blando, a buen seguro que estará hecho unos zorros y será cualquier cosa menos cómodo, aunque la superficie no delate el trato recibido. Si es de tipo duro, tal vez aguante otros cinco años, pero tarde o temprano, acabará dando problemas de comodidad.

Bien, espero que lo hayáis pillado, porque es sumamente sencillo de entender: 

Cuando la rueda toca el asfalto, sus muelles están en situación de máxima compresión y la banda de rodadura presiona entonces el suelo. En su extremo opuesto, en el punto más alejado del piso, el fenómeno es de expansión completa, ya que los muelles no están sometidos a presión. Mientras pasamos de una posición a otra, el giro de la rueda va de compresión a expansión para volver a compresión mientras el monoplaza avanza giro a giro. Y así durante minutos, soportando irregularidades, aceleraciones, frenazos, tensiones laterales, adelantamientos o cambios de trazada...

Y entonces, aunque la banda de rodadura dé la sensación de poder aguantar unas vueltas más, los sensores avisan al equipo de que en cualquier momento, el colchón puede dar un susto. Box, box, box!

Os leo.

5 comentarios:

Nacho Lascaray dijo...

Clase magistral....gracias (y más saltos de tigre :) )

Alex dijo...

Muchas gracias, Jose. Ahora veré las carreras pensando en los colchones de la casona del pueblo, pero por fin veo la luz. ¿Sería posible publicar más material como el de hoy? Sería de agradecer :-D

Abrazote

GRING dijo...

¿Y este año qué se puede esperar, colchones blandos o duros?. ¿Ya estará Mercedes suficientemente satisfecha tras su título o le habrá exigido colchones adecuados a Pirelli?. ¿Abrirá o habrá abierto Pirelli la mano a nuevos contendientes con alguna prueba secreta?.¿De las que "atrapa" Pius Gassó o de las que nadie se entera que se hacen?. ¡Cuántas preguntas se hace uno hasta que todo empiece a rodar?.
Saludos!!

Anónimo dijo...

¿Los neumáticos de test son específicos para estos y diferentes a los de temporada? De ser así, ¿alguna idea del motivo para ello?

Saludos
Se.Polyphenol

J-CAR dijo...

Al hilo de esto recordé las dos distintas estructuras de los Pirelli del 2013, antes y después de Silverstone. Su estructura soporta el peso del vehículo más el peso virtual de la carga aerodinámica, y debe hacerlo de una forma elástica (suspensión).
En el modelo con el que empezamos la temporada la carga era soportada por el famoso aro metálico de forma longitudinal. Un arco, no de medio punto, sino de punto entero. Los flancos, liberados de carga, se retorcían en las curvas de una forma nunca vista, hasta el punto de romper el sellado aerodinámico del fondo plano y el difusor. Cuando alguien descubrió que el flanco exterior era un poco más rígido que el interior empezaron a montar los neumáticos invertidos. ¿Recordáis?
Tras Silverstone eliminaron el aro y la carga volvió a unos endurecidos flancos de forma transversal. Pilares y dinteles. El aire volvió a circular dócil como quería Adrian y Seb fue imbatible.

¡Saludos!