jueves, 5 de junio de 2008

Tutorial: Neumáticos

NEUMATICOS I:
Como ya sabreis los neumaticos son una parte muy importante de los monoplazas de Formula 1. En los coches de calle son tambien una parte importante, pero no tanto como en el automovilismo. En los coches de calle los neumaticos tienen como objetivo la duracion y la versatilidad (agua, tierra, asfalto seco... en un mismo neumatico). Por ello tienen muchas menos prestaciones. En la Formula 1, hay neumaticos diferentes para conseguir mayores prestaciones. Hay neumaticos de seco, intermedios y extremos. Cuanta mas agua haya mas surcos debe tener el neumatico para evacuar el agua y que no se forme una pelicula de agua debajo de este, ya que patinaria (acuaplaning). Pero me centrare en los neumaticos de seco ya que son los mas utilizados y los de mayores prestaciones. Como sabreis este año solo hay un solo suministrador, lo cual favorece el ahorro de costes pero perjudica al desarrollo. Antes cada suministrador de neumaticos trabajaba junto con cada equipo para que estos funcionasen mejor. Ahora sin embargo hay solo 2 modelos para elegir determinados por Bridgestone y que no se desarrollan durante el año. De unos buenos a unos malos neumaticos puede haber 2 segundos de diferencia. Ahora hay varios modelos para elegir: Superblando, blando, medio y duro. Los actuales tienen unos surcos para evitar asi que se aumente la velocidad en curva. Estos surcos disminuyen la zona de agarre y aunque son perjudiciales en las prestaciones otorgan mas seguridad. Los neumaticos son la unica parte que se encuentra en contacto con el asfalto, por ello tienen tanta importancia. Tienen importancia en las salidas, aceleraciones, frenadas, curvas... El control de traccion tambien esta muy relacionado con los neumaticos, pero eso para otro dia. Los neumaticos en F1, no buscan una gran duracion, pero si un buen agarre. La eleccion de neumaticos depende del circuito y su comportamiento del coche. Dependiendo de circuitos se elige un determinado neumatico. Si el circuito es urbano o tiene muy poco agarre es un factor importante, es decir, dependen en gran parte del compuesto del asfalto. Tambien depende de si el circuito es muy rapido, y sobre todo si es muy abrasivo debido entre otros al calor. Por termino general, los mas blandos ofrecen mas agarre pero se desgastan mas rapido. Pero, ¿por que?.

NEUMATICOS II:
Los neumaticos tienen una estructura interna muy complicada. Sobre todo tienen una rigidez tremenda, ya que tienen que soportar fuerzas tremendas. Tienen que mantener esta rigidez (en la banda de rodadura, es decir, la parte en contacto con el suelo) a la vez que conserva capacidad de absorcion en sentido vertical en sus flancos. Es necesario tener una gran parte del neumatico en contacto con el suelo para darle asi mas aderencia, por eso el neumatico se abomba un poco por la parte de abajo. Debido al rozamiento interno entre todas estas capas y fuerzas, la temperatura aumenta mucho haciendo asi que el neumatico llege a su maxima capacidad de adherencia. Pero si se sobrepasa el limite de temperatura, estos tienden a degradarse ya que hay energia suficiente (el calor es energia) para romper los enlaces moleculares del caucho. Por ello, cuanto mas estable sea banda de rodadura a las diferentes solicitudes (frenada, aceleracion...) disminuiran los fenomenos que degradan el neumatico. Cuanto mayor sea la rigidez de la banda de rodadura, mayor sera la capacidad de soportar solicitudes transversales. Es por esto por lo que el slick (liso) es el que mas agarre ofrece. Como ya he dicho, las acanaladuras sirven para reducir su rigidez, y por tanto su adherencia y la velocidad de paso por curva. En los neumaticos de lluvia la rigidez se ve fuertemente mermada por el numero de acanaladuras. La diferencia entre un neumatico duro y blando es unicamente la composicion del caucho que lo forma. El rozamiento entre caucho y asfalto es algo complicado ya que este es una sustancia inestable y tiene un alto grado de histeresis. ¿ Que es esto?. Bueno lo resumire, es el fenomeno que se produce cuando al neumatico se le exige un esfuerzo y parte de la energia liberada es absorbida por la propia sustancia para alterarse a si misma. La adherencia se determina por dos factores: Fa (fuerza de adhesion) y Fh (fuerza debida a la histeresis). La Fa es una fuerza originada por el desgarro de enlaces moleculares y quedan radicales libres que ejercen una atraccion electrica con el asfalto. Sin embargo la Fh se debe a que el neumatico trata de adaptarse al asfalto y por ello sufre compresiones, estiramientos... por lo que se desprende energia en parte reabsorvida para aumentar asi la rugosidad geometrica, es decir por la forma del asfalto y neumatico. Esta energia se utiliza tambien para rehacer los enlaces rotos debido al rozamiento con el asfalto, consiguiendo asi una mayor duracion. Bien, por ello el neumatico blando desarrolla sobre todo Fa, muy necesaria en circuitos limpios y lisos (sin rugosidad geometrica para impedir el desgarro de demasiados enlaces para que este se conserve). Sin embargo en circuitos sucios y mas rugosos (lo cual produce que se rompan mas enlaces pero estos se vuelven a formar con la histeresis) se utiliza el duro. En un circuito sucio y rugoso la Fa no seria tan util ya que se desgarrarian demasiados enlaces y ademas no se produciria la adherencia electrica por la suciedad (aislante).

NEUMATICOS III:
¿Porque a Alonso se le destrozaron los neumaticos y a lewis no? Una buena pregunta que solo sabran responder los ingenieros de Mclaren a ciencia cierta, aunque nosotros podamos especular. Bien, como ya sabemos los blandos se degradan mucho antes que los duros (razon en neumaticos II) por lo que era normal que a Alonso le funcionasen mal, pero no tan mal. Tambien tuvo graining e incluso los duros le funcionaron mal. Causas posibles de fallo o mal rendimiento de neumaticos: Desgaste excesivo Graining o blistering Falta de temperatura Suciedad (pinchazo, pero este es obvio) La falta de temperatura provocada al salir el coche de seguridad o poner neumaticos nuevos hace que todavia no hayan alcanzado las propiedades optimas para la adherencia (que requieren algo de calor) por lo que el coche patina. Si las ruedas se enfrian y calientan continuamente esto produce una disminucion de sus prestaciones, esto se aprecia con los safety car. El exceso de temperatura en los neumaticos produce blistering o graining, que son como ampollas, unos bultos en la superficie de la rueda. Este exceso de temperatura se produce por una mala eleccion de neumaticos (demasiado blando) por maltratarlos (derrapar, comerse los pianos...) o por una carga aerodinamica excesiva, lo cual ejerce mas fuerza en los neumaticos procuciendo mas rozamiento y por tanto mas calor. La suciedad produce que el neumatico pierda capacidad de agarre, por lo que las excursiones por las escapatorias no son precisamente beneficiosas. El desgaste excesivo se produce por el calor, exceso de rugosidad de la pista, muchos cambios de temperatura, reglajes de los alerones con mucho angulo de ataque, suspensiones demasiado duras, bloqueo de ruedas, sobreviraje... Si esta noticia es verdad (algo muy posible) Lewis podria tener problemas de neumaticos en el primer stint, sobre todo si Alonso le aprieta las tuercas. Yo espero que le adelante en la salida. Pero tambien se debe tener en cuenta (algo que no pone en esa noticia) la carga de combustible y el reparto de pesos (en otro mensaje). Bueno aqui se acaba este pequeño reportaje acerca de los neumaticos, si teneis dudas preguntadme e intentare responderos. Espero que os haya gustado y que os sirva de ayuda para entender mejor las carreras.

---------------------------------------------------------------
Autor: Sergio Porres González http://cochesmasf1.blogspot.com/Este documento ha sido realizado para aquellos que quieran saber más acerca de la F1 y la mecánica en general . Si alguien quiere publicarlo, que contacte con su autor: sergioporresgonzalez@gmail.com
--------------------------------------------------------------

1 comentario:

Maick Hernandez dijo...

muy interesante tu blog define a muchas cosas del auto me agrado muchas felicitaciones po tu blog