Técnica F1La suspensión de un Fórmula 1

El propósito principal de la suspensión es conectar un automóvil a sus ruedas. Esto puede sonar relativamente trivial, pero lo cierto es que necesita de un complejo sistema de diferentes componentes, porque mover un objeto pesado como es un automóvil a altas velocidades crea varios desafíos.

En un automóvil de carretera, la suspensión tiene dos funciones principales: confort de marcha y maniobrabilidad. El primero hace referencia a la forma en la que el vehículo se ocupa de los cambios en la superficie de la carretera, cómo hace frente a las ondulaciones, golpes, bordillos, baches, cambios en la inclinación y similares. La suspensión se asegura de que el coche pueda manejar superficies desiguales; disipa la energía que se genera al viajar sobre ondulaciones y garantiza que el agarre se distribuya correctamente entre los cuatro neumáticos.

Por otro lado, la maniobrabilidad hace referencia a la función de la suspensión en relación a la dinámica del vehículo y describe cómo reacciona el automóvil a las órdenes del conductor. Por ejemplo, cómo se comporta al frenar o cómo cambia de dirección. La suspensión de un Fórmula 1 tiene las mismas dos funciones, aunque los parámetros son diferentes. La comodidad, por ejemplo, es un aspecto importante de la calidad de la conducción en automóviles de carretera; sin embargo, la comodidad no es exactamente el objetivo principal al diseñar y configurar la suspensión de un monoplaza de F1.

¿Hay diferencias funcionales entre la suspensión de los coches de F1 y los de carretera?

Si bien el confort de marcha y la maniobrabilidad son funciones de los sistemas de suspensión, tanto en los coches de F1 como en los de carretera, existe un tercer propósito que es exclusivo de los monoplaza de Fórmula 1 o, más precisamente, de los coches de carreras que dependen mucho de la aerodinámica para generar agarre. Es algo que los ingenieros llaman control de plataforma.

Cuanto más rápido vaya un coche de F1, más fuerza aerodinámica genera. Cuando viaja a altas velocidades, puede generar una cantidad de carga descendente que es varias veces su peso (fuerzas g). Por lo tanto, la suspensión tiene que lidiar con toneladas de carga adicional cuando el automóvil avanza a alta velocidad. Esto no es únicamente un desafío en relación a la carga que debe soportar la suspensión, sino que también es un gran desafío aerodinámico. Para que el concepto aerodinámico funcione, la posición del automóvil en relación con la pista es extremadamente importante: al subir o bajar unos milímetros, el flujo de aire cambia drásticamente, haciendo que las piezas aerodinámicas importantes como el suelo y el difusor sean menos efectivas.

Por lo tanto, una suspensión de F1 debe garantizar que el paso y la altura de marcha del coche estén bien controlados para que el concepto aerodinámico pueda funcionar a su máximo potencial, a pesar de los cambios en la fuerza aerodinámica a diferentes velocidades. De ello trata el control de la plataforma.

¿Cuáles son los diferentes elementos de una suspensión?

Los elementos de suspensión en un monoplaza de F1 son similares en concepto a los de un vehículo de carretera, por lo que las cuatro esquinas del coche se mueven independientemente. En un coche de Fórmula 1, los elementos de suspensión se pueden agrupar en tres secciones: la suspensión interior, la suspensión exterior y los elementos que se inmiscuyen en el flujo de aire. Escondidos debajo de la carrocería de un coche de F1 se encuentran los elementos internos de la suspensión: muelles, amortiguadores, balancines y barras estabilizadoras.

"Los elementos de suspensión en un Fórmula 1 son similares en concepto a los de un vehículo de carretera"

En el W10, monoplaza que sirve como referencia de este artículo proporcionado por Mercedes AMG F1, el resorte se realiza en gran parte de forma neumática, por lo que el coche utiliza amortiguadores de gas. La suspensión interior se enlaza con los elementos que están en el flujo de aire: espoletas (wishbones), varillas de tracción (pull-rods), varillas de empuje (push-rods) y varillas de seguimiento (track-rods). Esos elementos se conectan a la suspensión externa, que se oculta detrás de las ruedas: los montantes, los ejes y los cojinetes.

¿Dónde se construye la suspensión del W10?

Todo el sistema de suspensión se realiza en la sede de Mercedes en Brackley. De esa manera, se puede garantizar la alta calidad de construcción necesaria y reaccionar con relativa rapidez a los cambios en el diseño. Las piezas de la suspensión que están ocultas dentro del chasis son principalmente metálicas, mientras que los elementos que se encuentran en el flujo de aire están hechos principalmente de fibra de carbono, sólo sus juntas o flexiones son generalmente metálicas.

Las partes externas de la suspensión están hechas de metal; sin embargo, se asientan dentro de los conductos de freno que están hechos de fibra de carbono. Si bien una suspensión puede parecer un objeto relativamente trivial, el proceso de fabricación es bastante complejo. Los costosos materiales y la gran cantidad de mano de obra que se necesita para construirlos, hacen de la suspensión uno de los elementos más caros de un coche de F1.

¿Cuál es el mayor desafío al diseñar y construir una suspensión de F1?

Una suspensión debe poder soportar cargas elevadas. Cuando un automóvil de F1 pasa por un piano a altas velocidades, la suspensión debe ser fuerte y rígida para poder manejar esas cargas sin que se produzcan daños. Los elementos de fibra de carbono, como las varillas de empuje y las varillas de tracción, por ejemplo, son muy fuertes en compresión y tensión, siendo capaces de soportar cargas de 10 Kilonewtons o más.

Al mismo tiempo, la suspensión debe ser liviana, como cualquier otra parte de un coche de F1. Por último, elementos de suspensión como las espoletas interfieren en el flujo de aire, por lo que deben ser relativamente finos para minimizar la penalización aerodinámica. Para complicar aún más las cosas, las espoletas deben ser lo suficientemente grandes como para albergar las correas de los neumáticos, tres para cada rueda, que sujetan la parte superior y el neumático al chasis en caso de un accidente. Encontrar el equilibrio adecuado entre estos tres requisitos (alta resistencia, bajo peso, compacidad) es un delicado acto de equilibrio y hace que el proceso de diseño y fabricación de la suspensión sea bastante complicado.

¿Cómo utiliza un equipo de F1 la suspensión para optimizar la puesta a punto?

La optimización de la suspensión para cada circuito es una parte importante del trabajo de configuración general de un monoplaza de F1. A través de la configuración de la suspensión, el equipo puede controlar minuciosamente la forma en que el neumático se relaciona con la carretera y optimizar los niveles de maniobrabilidad y agarre cambiando parámetros como el toe (ángulo de las ruedas entre sí) y el camber (ángulo de la rueda en relación al asfalto).

Este tipo de trabajo de configuración se realiza en gran medida cambiando la geometría de la suspensión, por lo tanto modificando las cuñas metálicas o utilizando elementos de suspensión con diferentes longitudes de enlace. Otra área que los ingenieros analizarán cuando trabajen en la configuración de la suspensión es el control de la plataforma. Para que la plataforma funcione de manera óptima, el equipo se enfoca principalmente en la velocidad del resorte y puede cambiar la presión del gas en los amortiguadores o reemplazar elementos metálicos de diferente rigidez.

¿Los equipos de F1 cambian sus suspensiones a lo largo del año?

Los equipos cambian su suspensión en el transcurso de la temporada por diferentes razones. La seguridad estructural, por ejemplo, podría ser una de ellas. Los equipos saben exactamente cuánta carga puede soportar su suspensión; de hecho, durante cada sesión, un ingeniero de sistemas estructurales controlará la telemetría en vivo para asegurarse de que no se excedan los límites de carga. Si hay alguna preocupación sobre la seguridad estructural, el equipo cambiará la suspensión.

Otra razón para introducir nuevos elementos de suspensión es la mejora del monoplaza, ya sea de la suspensión misma o de sus características aerodinámicas. Algunos componentes de la suspensión, como las espoletas o el brazo de dirección, interfieren en el flujo de aire, por lo que tienen un gran impacto en el flujo aerodinámico que recorre el automóvil.

Finalmente, un equipo podría introducir una nueva suspensión para una pista específica. Para el Gran Premio de Mónaco, por ejemplo, el equipo utilizó una suspensión delantera especial para asegurarse de que el coche pudiera enfrentarse a los desafíos únicos de las calles del Principado. Mónaco presenta el giro más cerrado de la temporada, la famosa horquilla Fairmont (también conocida como Loews), que requiere más giro de la dirección que cualquier otra curva.

En comparación con la horquilla del próximo Gran Premio de Canadá (L’Epingle, curva10), se necesita un 40% adicional de giro para la horquilla Loews. Es tan estrecho que la suspensión regular limitaría la elección de la línea de trazada a través de la horquilla o los pilotos tendrían que girar el volante varias veces. La suspensión delantera especial que el equipo utilizó en Mónaco permitió un mayor ángulo de giro para que los pilotos pudieran atacar la horquilla de la forma que quisieran.

Fuente: Mercedes AMG F1 Fotos: Motor.es | Mercedes AMG F1