Automóvil de Fórmula 1 para niños
Los automóviles de Fórmula 1 son coches especiales de una sola plaza, con la cabina abierta. Tienen alerones en la parte delantera y trasera, y un motor potente detrás del conductor. Están diseñados para competir en el campeonato de Fórmula 1. Las reglas de este campeonato son muy estrictas y exigen que los equipos construyan sus propios coches, aunque pueden pedir ayuda a otras empresas para el diseño y la fabricación.
Contenido
- ¿Cómo se construye un coche de Fórmula 1?
- ¿Qué tipo de motores usan los coches de F1?
- ¿Cómo funcionan las marchas en un F1?
- ¿Qué es la aerodinámica en un F1?
- El volante: Un centro de control
- El combustible: Gasolina especial
- Los neumáticos: Agarre máximo
- Los frenos: Paradas impresionantes
- ¿Qué tan rápidos son los coches de F1?
- Galería de imágenes
- Véase también
¿Cómo se construye un coche de Fórmula 1?
Los coches de Fórmula 1 de hoy en día se fabrican con materiales muy ligeros y resistentes, como la fibra de carbono. El peso mínimo que debe tener un coche, incluyendo al piloto, es de 740 kilogramos. Los coches se pesan con neumáticos especiales para pista seca. Antes de 2014, los coches solían ser más ligeros, así que los equipos añadían peso extra, llamado lastre. Esto les permitía colocar el peso donde quisieran para mejorar la estabilidad y adaptar el coche a cada circuito.
¿Qué tipo de motores usan los coches de F1?
Desde 2014, todos los coches de Fórmula 1 usan motores V6 de 1.6 litros con turbocompresor. Antes de eso, los turbocompresores estuvieron prohibidos desde 1989. Este cambio hizo que los coches fueran mucho más eficientes en el uso del combustible.
Los motores de F1 están ubicados entre el piloto y las ruedas traseras. En la mayoría de los coches, el motor es una parte clave de la estructura, ya que está unido a la cabina por delante y a la transmisión y suspensión trasera por detrás.
Para controlar los costos, la Federación Internacional del Automóvil (FIA) ha puesto límites al número de motores que un piloto puede usar por temporada. Esto significa que los equipos deben decidir cuándo usar un motor nuevo o uno ya usado, lo que añade emoción a la estrategia de carrera.
¿Cómo funcionan las marchas en un F1?
Los coches de Fórmula 1 usan cajas de cambios muy avanzadas, que son semiautomáticas y se controlan con palancas detrás del volante. Tienen 8 marchas hacia adelante (desde 2014) y 1 marcha atrás. La caja de cambios está hecha de materiales especiales como el titanio de carbono, porque el calor es un problema importante.
Para que la habilidad del piloto sea lo más importante, los sistemas de cambio de marchas totalmente automáticos y el control de tracción están prohibidos desde 2004 y 2008, respectivamente. El piloto inicia el cambio de marcha con las palancas, y unos sistemas electrónicos y hidráulicos hacen el cambio real. El embrague también se controla electrónicamente, excepto al arrancar desde parado, donde el piloto lo usa manualmente.
Las cajas de cambios deben durar al menos cinco carreras seguidas para reducir los costos. Si un equipo cambia la caja de cambios antes de tiempo, recibe una penalización en la parrilla de salida.
¿Qué es la aerodinámica en un F1?
La aerodinámica es crucial para el éxito en la Fórmula 1. Los equipos invierten mucho dinero en investigar y desarrollar esta área. Los diseñadores aerodinámicos buscan dos cosas principales:
- Crear carga aerodinámica: Es una fuerza que empuja el coche hacia la pista, ayudando a los neumáticos a tener más agarre y permitiendo tomar las curvas a mayor velocidad.
- Minimizar la resistencia: Es la fuerza que frena el coche debido a la turbulencia del aire.
Los alerones de los coches de carreras funcionan como los de los aviones, pero al revés: en lugar de levantar el coche, lo empujan hacia abajo. Un coche de F1 moderno puede generar tanta carga aerodinámica que, teóricamente, a altas velocidades, podría conducir boca abajo sobre una superficie adecuada.
El uso de la aerodinámica para mejorar el agarre de los coches fue una idea pionera en la Fórmula 1 a finales de los años 60. Al principio, algunos experimentos con alerones móviles causaron accidentes, así que se establecieron reglas para limitar su tamaño y ubicación.
Alerones: ¿Por qué son tan importantes?
Los alerones delanteros y traseros son fundamentales. Están diseñados para dar la máxima carga aerodinámica con la menor resistencia posible. Cada parte del coche, desde la suspensión hasta el casco del piloto, está pensada para mejorar la aerodinámica.
Desde 2011, los coches pueden usar un sistema llamado DRS (Drag Reduction System o Sistema de Reducción de Resistencia). Este sistema permite a los pilotos ajustar el alerón trasero en ciertas zonas de la pista para reducir la resistencia y ganar velocidad en las rectas. Se activa cuando un piloto está a menos de un segundo de otro coche. Al frenar, el alerón vuelve a su posición normal. El DRS se creó para facilitar los adelantamientos.
La caja de la nariz: Más que una simple punta
La parte delantera del coche, conocida como caja de la nariz o cono de la nariz, tiene tres funciones principales:
- Es donde se montan los alerones delanteros.
- Dirige el aire hacia la parte inferior del coche, hacia el difusor.
- Actúa como un amortiguador en caso de accidente, protegiendo al piloto.
Estas cajas están hechas de fibra de carbono y son huecas para absorber mejor los impactos.
La caja de aire: Un impulso para el motor
Justo detrás de la cabina del piloto hay una estructura llamada caja de aire (AirBox). Tiene dos funciones:
- Recoge el aire a alta velocidad y lo envía al motor. Este aire presurizado aumenta la potencia del motor.
- Ayuda a que el aire fluya de manera más suave, evitando turbulencias que podrían afectar otras partes del coche.
Además, su tamaño ofrece un buen espacio para la publicidad, lo que ayuda a los equipos a conseguir más ingresos.
Efecto suelo: Pegado a la pista
Las reglas de la F1 limitan el uso del "efecto suelo", que es una forma muy eficiente de crear carga aerodinámica. La parte inferior del coche debe ser plana entre los ejes. Hay una tabla de madera de 10 mm de grosor en el centro del coche que se revisa antes y después de cada carrera. Si está demasiado desgastada (menos de 9 mm), el coche es descalificado. Esto evita que los coches vayan tan bajos que toquen la pista.
El difusor trasero, en la parte de atrás del coche, también genera mucha carga aerodinámica. A pesar de las restricciones, la aerodinámica permite a los coches de F1 tomar las curvas a velocidades increíblemente altas. La configuración aerodinámica se ajusta para cada pista: baja resistencia para pistas rápidas como Monza, y alta carga aerodinámica para pistas con muchas curvas como Mónaco.
Regulaciones: Cambios para la competición
Las reglas de 2009 eliminaron muchos pequeños alerones y otras partes de los coches para reducir la resistencia y aumentar la carga aerodinámica. Ahora, el alerón delantero tiene una forma específica para dirigir el aire de manera suave. También se redujo la anchura del alerón trasero y se estandarizó la parte central del alerón delantero para evitar que los equipos lo desarrollaran demasiado.
El volante: Un centro de control
El volante de un coche de Fórmula 1 es mucho más que un simple volante. El piloto puede ajustar muchas cosas desde allí: cambiar de marcha, controlar el motor, ajustar la mezcla de combustible y aire, cambiar la presión de los frenos y comunicarse por radio. Una pantalla LCD muestra información importante como las revoluciones del motor, los tiempos por vuelta y la velocidad.
El volante, hecho de fibra de carbono, pesa solo 1.3 kilogramos y puede costar alrededor de 50,000 dólares. Algunos equipos usan pantallas LCD más grandes para mostrar aún más información al piloto.
El combustible: Gasolina especial
El combustible de los coches de F1 es similar a la gasolina de alta calidad que usamos en los coches normales, pero con una mezcla mucho más controlada. Es una gasolina de alto octanaje, entre 95 y 102 octanos.
Las mezclas de combustible se ajustan para obtener el mejor rendimiento según el clima o el circuito. La FIA (Federación Internacional del Automóvil) exige a los proveedores de combustible que presenten muestras para asegurarse de que cumplen las reglas.
Los neumáticos: Agarre máximo
Desde 2009, los coches de F1 usan neumáticos lisos (sin dibujo), que dan mucho más contacto con la pista. Los neumáticos traseros no pueden ser más anchos de 405 mm, y los delanteros se ampliaron a 305 mm en 2017.
A diferencia de los neumáticos de coches normales que duran miles de kilómetros, los de F1 apenas duran una carrera completa (unos 300 km). Se cambian una o dos veces por carrera. Esto se debe a que están hechos de compuestos muy blandos para maximizar el agarre a la carretera.
Desde 2007, la F1 tiene un único proveedor de neumáticos. Actualmente es Pirelli. Hay siete tipos de compuestos: cinco para seco (C1 a C5) y dos para mojado (intermedios y de lluvia). Los neumáticos más duros duran más pero dan menos agarre, y los más blandos dan más agarre pero se desgastan más rápido. Para que los espectadores los distingan, los neumáticos para seco se etiquetan como "duro" (blanco), "medio" (amarillo) y "blando" (rojo) en cada Gran Premio.
Los frenos: Paradas impresionantes
Los coches de F1 usan discos de freno de carbono, que son mucho mejores que los de acero o hierro fundido. Estos frenos están diseñados para funcionar a temperaturas extremadamente altas, ¡hasta 1000 grados Celsius! El piloto puede ajustar la fuerza de frenado entre la parte delantera y trasera del coche.
Un coche de F1 puede frenar de 100 a 0 km/h en solo unos 15 metros, mientras que un coche deportivo normal necesita el doble. Al frenar a altas velocidades, la carga aerodinámica ayuda mucho, generando una fuerza de frenado enorme. Un coche de F1 puede detenerse por completo desde 200 km/h en solo 2.9 segundos, recorriendo solo 65 metros.
¿Qué tan rápidos son los coches de F1?
Los coches de F1 son increíblemente rápidos. Pueden acelerar de 0 a 160 km/h y volver a 0 en menos de cinco segundos. No solo son rápidos en línea recta, sino que también toman las curvas a velocidades mucho mayores que otros coches de carreras, gracias a su gran agarre y carga aerodinámica.
La combinación de su bajo peso (642 kg en 2013), su enorme potencia (más de 900 caballos de fuerza), su aerodinámica avanzada y sus neumáticos de alto rendimiento es lo que les da su increíble rendimiento. Los diseñadores de F1 buscan maximizar tres tipos de aceleración:
- Aceleración hacia adelante (para ganar velocidad).
- Desaceleración hacia adelante (para frenar).
- Aceleración lateral (para tomar curvas).
Aceleración: Empuje increíble
Los coches de F1 de 2016 tenían una relación potencia-peso de 1400 caballos de fuerza por tonelada. Esto significa que, en teoría, podrían alcanzar los 100 km/h en menos de un segundo. Sin embargo, debido a la pérdida de tracción a bajas velocidades, suelen tardar unos 2.4 segundos en alcanzar los 100 km/h. A partir de los 130 km/h, la carga aerodinámica ayuda a que el coche siga acelerando muy rápido. Por ejemplo, el Mercedes W07 de 2016 podía ir de 0 a 300 km/h en solo 8.4 segundos.
Los pilotos sienten una fuerza de 1.45 veces la gravedad terrestre al acelerar, lo que los empuja fuertemente contra el asiento.
También existen sistemas como el KERS (Sistema de Recuperación de Energía Cinética). Estos dispositivos recuperan la energía que se genera al frenar, la almacenan y la usan para dar un impulso extra de potencia al coche, lo que ayuda a acelerar.
Desaceleración: Frenado extremo
Los frenos de carbono, junto con los neumáticos y la aerodinámica, permiten frenadas asombrosas. La fuerza de desaceleración al frenar es de aproximadamente 4 veces la gravedad terrestre, y puede llegar a 5 o 6 veces la gravedad en circuitos de alta velocidad. Un expiloto de F1, Martin Brundle, dijo que al frenar fuerte, sentía que sus pulmones golpeaban su caja torácica.
La resistencia aerodinámica también ayuda mucho al frenar, especialmente a velocidades superiores a 250 km/h. Es como si el coche frenara solo por la resistencia del aire, al mismo ritmo que la mayoría de los coches deportivos lo hacen con sus frenos.
Aceleración lateral: Curvas a toda velocidad
Las fuerzas aerodinámicas de un coche de Fórmula 1 pueden generar una fuerza descendente hasta tres veces el peso del coche. A solo 130 km/h, esta fuerza ya es igual al peso del coche. Esto permite que los coches tomen las curvas a velocidades muy altas. Por ejemplo, en curvas de alta velocidad como Blanchimont o Copse, los coches pueden experimentar más de 5 veces la fuerza de la gravedad.
Esto es posible porque la gran carga aerodinámica aumenta la fricción de los neumáticos con la pista. Por ejemplo, en el circuito de Spa-Francorchamps, curvas como Blanchimont y Eau Rouge se toman a fondo a más de 300 km/h.
Velocidades máximas: ¿Hasta dónde pueden llegar?
Las velocidades máximas de los coches de F1 dependen de la recta más larga del circuito y de cómo se equilibre la aerodinámica para la velocidad en recta y la velocidad en curva. En circuitos de alta carga aerodinámica, como Albert Park, las velocidades máximas son de poco más de 300 km/h. En circuitos de baja carga aerodinámica, como Monza, pueden alcanzar velocidades mucho mayores.
En 2005, Juan Pablo Montoya alcanzó una velocidad récord de 372.6 km/h en pruebas en Monza, reconocida por la FIA. En 2016, Valtteri Bottas registró 372.54 km/h en el Gran Premio de México, aunque la FIA no lo considera un récord oficial de carrera.
Galería de imágenes
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Sistema de frenos de un monoplaza de la Escudería de Ferrari de Fórmula 1 del año 2012.
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El Williams FW14-Renault y su sucesor, el Williams FW15C (en la foto), ganaron 27 Grandes Premios y 36 poles a principios de los años 90, hasta que la suspensión activa y los artilugios electrónicos que la acompañaban fueron prohibidos por la FIA en 1994.
Véase también
En inglés: Formula One car Facts for Kids
