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Eficiencia en motores de competencia: Desarrollo a lo largo de los años

AUTOR: Santiago Pulido Sierra

En el mundo de las carreras, las marcas siempre han buscado construir un vehículo que destaque mucho más que los demás, esto no solo con el propósito de conseguir un campeonato mundial, sino también para implementar estas mejoras a sus vehículos de venta regular. Por este motivo los ingenieros han pasado años optimizando el rendimiento del corazón de un vehículo, el motor. Su progreso al pasar de los años, nos ha llevado de una máquina poco eficiente y sobredimensionada a las finas piezas de ingeniería de alto rendimiento que conocemos hoy en día.

Década de los 50s

Año 1950, primera temporada de la fórmula uno, se disputaron siete grandes premios de los cuales seis de ellos dieron lugar en Europa y un gran premio en los Estados Unidos, en pistas míticas como Spa-Francorchamps, el gran circuito de Silverstone, el autódromo nacional de monza, “500 millas de Indianápolis”, entre otras.

En este año, el equipo Alfa Romeo se iba a quedar con el título mundial de la mano del piloto italiano Giuseppe Farina, con su Alfa Romeo 158 apodado como “Alfetta”, el cual fue diseñado por la escudería Ferrari con el apoyo del equipo de ingenieros de Alfa Romeo. Este monoplaza contaba con un motor súper cargado de ocho cilindros en línea con doble eje de levas de 1500 centímetros cúbicos el cual proporcionaba una potencia máxima de 350 caballos de fuerza a 8600 rpm. Este motor era poco eficiente en algunos de sus componentes, como el súper cargador, por lo que para el siguiente año los ingenieros se dedicaron a mejorar estos detalles.

Para 1951 Alfa Romeo habría hecho ajustes a su modelo anterior y anunciarían el Alfa Romeo 159 el cual contaba con mejoras notablemente significativas en el desempeño del motor del monoplaza. Con modificaciones como agregar una segunda etapa al súper cargador del motor, consiguieron obtener una potencia máxima de 420 caballos de fuerza a 9300 rpm, y a pesar de tener un aumento de peso de 80 kg en el motor (razón por la cual aumentó el consumo y por lo tanto los ingenieros se vieron obligados a aumentar la capacidad del tanque de combustible) este monoplaza le dio al legendario piloto argentino Juan Manuel Fangio, su primer campeonato mundial en la máxima categoría del automovilismo.

A mediados de los años 50 surge el Mercedes Benz W196, apodado como la Flecha de Plata. Este monoplaza contaba con un motor ocho cilindros en línea aspirado de 2500 centímetros cúbicos rotado a 28º a la derecha, con 16 válvulas y cuatro ejes de levas, desarrollaba una potencia máxima de 290 caballos de fuerza a 8250 rpm.

A pesar de no contar con un sistema de sobrealimentación, este diseño le dio a Juan Manuel Fangio su tercer título mundial en 1955 (después de que fuera reemplazado por el equipo Maserati), esto gracias a que el vehículo era altamente eficiente y a su relación peso/potencia. Desafortunadamente este monoplaza fue baneado del mundo de las carreras debido al trágico accidente ocurrido en las 24 horas de le Mans donde murieron 79 espectadores.

Década de los 60s

Ya en la segunda década de la fórmula 1, el reconocido piloto ingles Jim Clark hizo historia con el Lotus 25 Clímax, este monoplaza contaba con un motor V-8 aspirado rotado a 90º situado en la mitad, el cual producía una potencia máxima de 195 caballos de fuerza a 9500 rpm.

Al principio se podría pensar que no existe mucha diferencia entre motores de la década de los 50 y los 60, ya que sus números son similares, pero modificaciones como reducción de peso gracias a la implementación del aluminio al bloque del motor, y una alta relación de compresión, lograron una reducción significativa en los tiempos de vuelta entre estas dos décadas.

Vuelta rápida circuito de Silverstone 1951: 1:44.0 Giuseppe Farina – Alfa Romeo 159

Vuelta rápida circuito de Silverstone 1963: 1:36.0 John Surtees – Ferrari 156

La diferencia de 8 segundos entre vueltas rápidas es un claro avance entre estas dos décadas, no solo en cuanto a motor sino también a elementos como, suspensión y aerodinámica, elementos muy importantes en cuanto al desempeño de un monoplaza.

Década de los 70s

En la década de los 70, la fórmula 1 vivió una de las rivalidades más icónicas entre pilotos y equipos, James Hunt y Niki Lauda de la mano de McLaren y Ferrari, respectivamente, protagonizaron un duelo que pasó a la historia. Sumado a esto, para esta década la FIA (Federación Internacional del automóvil) permitiría el aumento de tamaño de los motores hasta 3000 centímetros cúbicos. Esto iba a permitir a los constructores fabricar motores más potentes como lo fue el desarrollo del motor Cosworth DFV el cual era un motor V8 que producía una potencia máxima de hasta 500 caballos de fuerza a 11200 rpm. Este motor fue producido por el equipo de Lotus de Colin Chapman y patrocinado por Ford; este motor sería usado por el piloto británico James Hunt.

Niki Lauda usaba el Ferrari 312 que tenía un motor de 12 cilindros en línea de 3000 centímetros cúbicos, ubicado en la parte trasera, con un bloque fabricado en una aleación de aluminio, multi-valvulado con doble eje de levas que producía una potencia máxima de 495 caballos de fuerza a 12200 rpm. Con este monoplaza el piloto austriaco ganó dos de sus tres títulos mundiales en la fórmula uno.

Por otro lado, el reconocido piloto ingles James Hunt usaba el McLaren M23 el cual tenía un motor Ford Cosworth V8 de 3000 centímetros cúbicos antes mencionado.

El rendimiento de estos motores ya había pasado al siguiente nivel, en décadas anteriores se tenían motores que rondaban como máximo los 9000 rpm y ofrecían poca potencia en comparación a los nuevos, y por supuesto que los tiempos en pista cada vez iban bajando más y más.

Vuelta rápida gran premio de Italia 1965: 1:36.4 Jim Clark – Lotus Climax

Vuelta rápida gran premio de Italia 1975: 1:33.1 Clay Regazzoni – Ferrar 32T

Década de los 80s

En esta década se marcó un antes y un después en la fórmula 1, ya que prácticamente todos los equipos usaban en motor Ford Cosworth aspirado, debido a que este era relativamente barato y daba un buen desempeño. Hasta que en 1977 Renault anunció su nuevo motor Gordini V6 turbo, consolidándose en 1980 como la mejor forma de competir en la fórmula 1.

Un año después, en 1981 Ferrari lanzaría su nuevo motor turbo cargado, y el monoplaza encargado de llevar dicho motor sería el Ferrari 126CK. En este modelo se implementó el uso de dos turbos compresores, los cuales aumentaron el rendimiento del motor. Este motor era un V6 montado en la mitad con bloque de hierro fundido de 1500 centímetros cúbicos multi-valvulado que ofrecía una potencia máxima de 540 caballos de fuerza a 11500 rpm.

De esta época también sobresalió en McLaren MP4/4, recordado por ser el monoplaza que usaba Ayrton Senna, contaba con un V6 twin turbo de 1500 centímetros cúbicos con doble eje de levas, que daba una potencia máxima de 676 caballos de fuerza a 12500 rpm.

Década de los 90s

En esta década, la escudería de Williams tuvo un éxito arrasador, quedándose con cinco títulos de constructores, de la mano de pilotos como Nigel Mansell, Alain Prost, Michael Schumacher, Damon Hill y Jacques Villeneuve. Estos pilotos contaron con el famoso monoplaza Williams FW 14B, el cual contaba con un V10 de 3500 centímetros cúbicos montado en la mitad, con un bloque de aluminio, multi-valvulado, naturalmente aspirado que producía una potencia máxima de 800 caballos de fuerza a 14500 rpm.

Gracias al motor RS4, y a los avances en cuanto a suspensión y aerodinámica fue que este equipo pudo aprovechar tanto esta época.

Década de los 2000s

En esta época el legendario piloto de fórmula uno Michael Schumacher se uniría a la escudería Ferrari y conseguirían siete títulos mundiales. Con el Ferrari F2004 el cual contaba con un motor V10 de 3000 centímetros cúbicos, naturalmente aspirado, de bloque de aluminio que producía una potencia máxima de 852 caballos de fuerza a 18300 rpm.

De esta década se destacó también el motor Mercedes Benz FO 180W V8 de 2500 centímetros cúbicos, el cual fue usado por el Brawn GP 2009, que sería el monoplaza que le daría el título a Jenson Button en 2009.

Época Actual

En la época actual, después de 70 años de historia, la fórmula 1 ha evolucionado de motores solamente de combustión interna a motores turbo-híbridos conocidos como unidades de potencia. Estos motores usan dos tipos de recuperación de energía, el MGU-H y el MGU-K. Estos complejos dispositivos, recuperan energía de los gases de escape del motor y del calor al momento de frenar, respectivamente. Dicha energía va después a una batería la cual impulsa un motor eléctrico que le brinda al piloto una potencia extra en la pista. Esta serie de componentes en conjunto se le conoce como ERS, y gracias a esto se han logrado tiempos en la pista nunca antes vistos.

En esta época el equipo más destacado es la escudería Mercedes AMG Petronas, el cual es el actual campeón de la mano de los pilotos Lewis Hamilton y Valtteri Bottas. De la mano del Mercedes AMG F1 W11, este equipo ha dominado sobre toda la competencia. Este monoplaza cuenta con un V6 Híbrido de 1600 centímetros cúbicos turbo cargado que produce una potencia máxima de 950 caballos de fuerza.

Después de tanta historia y desarrollo en esta competencia, se ha visto que tanto los ingenieros como los pilotos no han dejado de sorprendernos con sus avances en la pista, dando lo mejor de sí mismos para brindarnos un mejor espectáculo. Aún falta mucho por avanzar en el mundo de las carreras, piezas por mejorar y problemas que solucionar, pero justo eso es lo interesante dentro de todo esto, descubrir caminos nuevos.

Referencias:

[1] https://es.wikipedia.org/wiki/Temporada_1950_de_F%C3%B3rmula_1

[2] https://www.youtube.com/watch?v=Shb4xQrrHEg&t=314s

[3] https://www.motor.es/formula-1/alfa-romeo-158159-alfetta-formula-1-201629077.html

[4] https://www.motor.es/formula-1/coches-campeones-historia-f1-mercedes-w196-201742474.html

[5] https://www.ultimatecarpage.com/spec/267/Lotus-25-Climax.html

[6] https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Gran_Premio_de_Gran_Breta%C3%B1a_de_1963

[7] https://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Gran_Premio_de_Gran_Breta%C3%B1a_de_1951

[8] https://www.f1technical.net/f1db/cars/335/ferrari-312t

[9] https://www.ultimatecarpage.com/spec/330/McLaren-M23-Cosworth.html

[10] https://es.wikipedia.org/wiki/Motores_de_F%C3%B3rmula_1#1966-1986

[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Cosworth_DFV