Motores: Enfriando los motores

Si observamos con detenimiento las imágenes de la Fórmula 1, podemos notar que cuando los vehículos estan detenidos en la grilla de partida, los auxiliares de equipo colocan ventiladores en las tomas de aire de los mismos. Esto se hace por una simple razón: a diferencia de un auto de calle, los de Fórmula 1 no cuentan con ventiladores sino que aprovechan el flujo de aire cuando circulan para mantener las temperaturas de funcionamiento en niveles razonables.

La falta de un equipo que tome aire tiene una gran ventaja: se reduce el peso del auto, pero esta ventaja también acarrea ciertos problemas. Aquí les va un ejemplo simple que le ha sucedido a algunos pilotos: al entrar a los pits para una parada de rutina, nos encontramos con algún inconveniente que retrasa una tarea que lleva por lo general menos de 10 segundos. Al estar el motor prendido y el auto parado, no hay aire que circule por los radiadores para poder enfriar al agua y aceite que se encarga de enfiar a su vez al motor. Consecuencia, el motor se sobrecalienta, pudiendo producir la rotura de este. Algo muy similar a esto le sucedió a Juan Pablo Montoya en el 2001.

Como se enfría un Fórmula 1

La refrigeración de los motores en la Fórmula 1 es un trabajo conjunto de líquidos que se encargan de "sacarle" calor al motor y la aerodinamia de los monoplazas, que se encargan de enfriar estos líquidos.

La refrigeración de los motores depende básicamente de dos factores, el área de los radiadores y la cantidad de aire que pasa a través de ellos.

El trabajo de los líquidos de refrigeración es "tomar" el calor del motor, para enfriarlo. A su vez, el equipo de diseño de cada escudería tiene que diseñar las tomas de aire de manera de maximizar la cantidad de aire que se encargará a su vez de enfriar a los líquidos.

Tal vez dicho asi parezca algo simple de lograr, pero no lo es. Uno no puede aumentar el tamaño de las tomas de aire indiscriminadamente, porque estaría creando una gran resistencia al avance, y el auto sería más lento. Lo que hay que buscar es un equilibrio para lograr un correcto enfriamiento y una resistencia aceptable.

La búsqueda de este fino equilibrio conlleva un arduo trabajo de investigación y desarrollo.


Nos ponemos más técnicos

Una forma de reducir la resistencia es haciendo que el aire circule de forma más lenta. Para entender como se logra esto, tienen que saber que el flujo de masa (de aire) es siempre constante. Este flujo de masa depende de la velocidad con que pasa el aire y del área del ducto de ventilación. Por consiguiente, si aumentamos el área del ducto, el aire pasará más lentamente (y pasaría lo contrario si achicamos el área del ducto, la velocidad del aire se incrementaría).

Al realizar esto nos encontramos nuevamente con un problema, si el aire circula de forma más lenta, su capacidad de enfriar a los líquidos es menor, pero de nuevo nos tenemos que acordar que lo que se busca es un equilibrio entre enfriamiento y arrastre.

Para mejorar la performance del auto, lo que se busca es colocar a los radiadores lo más cerca del piso posible, logrando de esta manera bajar el centro de gravedad. Las tomas de aire se ubican a los costados del monoplaza, debido a la ubicación de los radiadores.

Una vez que el aire pasa por los radiadores y se "lleva" parte del calor generado por el motor, se lo acelera, haciéndolo pasar por una tobera.


Palabras finales

Como habrán visto, la cantidad de aire que entra al sistema de enfriamiento de un auto de Fórmula 1 depende del tamaño de las tomas de aire y de la velocidad con que circule el vehículo. Por esta razón, muchos equipos cuentan con distintos tamaños de tomas de aire, que varían de acuerdo al tipo de circuito. No es lo mismo correr en Mónaco, que es el circuito más lento del Campeonato, que correr en Hockenheim.

Motores: Enfriando los motores Motores: Enfriando los motores