El viaje de una pieza de Fórmula 1

Cada coche es un gigantesco puzzle con alrededor de 16.000 piezas, que según como se cuenten, se pueden ir a muchos miles más (solo la centralita tiene más de 8.000). Los ingenieros que forman parte de ese ejército de Lemmings que cocinan su anatomía, sonríen al ver en las imágenes de televisión partes que les resultan familiares.

Por contra les aterra recibir uno de esos tensos correos de los lunes. Cuando algo falla en las pistas, en todos los equipos siempre hay alguien que hace fotos, y se hace una lista con las piezas afectadas en el incidente. A continuación se elabora un estudio con la retahíla de problemas que ello conlleva, y distribuye entre un nutrido grupo para estudiar su rediseño si fuera necesario. Pero este es el final, y donde hay una meta, siempre hay un punto de partida, y ese es el reglamento.

Si la prueba del túnel sale como se esperaba, pasa a producción previa valoración de los técnicos en composites y estructuras

Todo viaje tiene una casilla de salida, y en el caso de la pieza de un Fórmula 1, si está hecha ‘en casa’, es la normativa. Son las regulaciones técnicas las que moldean su fisonomía, tamaño, materiales, y en cierto modo, ciclo de vida. Las hay que duran temporadas completas y las hay, como las tuercas de las ruedas, que duran lo que aguanta el juego de neumáticos a los que sujetan. Las reglas te dan unas cotas, unos límites, y una serie de zonas que no se pueden invadir. FIA te pone una alambrada de espino con las llamadas Legality Boxes; todo lo que hagas ha de estar dentro de ellas, y salirte es tocar la valla electrificada de la ilegalidad. Como con casi toda pieza externa, lo que se busca es el mayor rendimiento aerodinámico.

Simulación virtual y física

Para ello los diseñadores suelen trabajar con un ordenador al que hay conectados un teclado, dos pantallas —que tienden a ser una de tipo hiperpanorámico—, y no uno sino dos ratones; uno tradicional, y otro llamado 3D Mouse. Este último viene a ser una especie de joystick en el que se ajusta la mano y con el que se puede voltear virtualmente una pieza en el aire binario. Se la puede girar, desplazar, ampliar o rotar moviendo las manos. Hay diversos programas de diseño, y los más populares son el Catia o el NX de Siemens. Con este software, con inicio en el coche del pasado año, FIA desarrolló unas formas básicas. Crearon como un coche hecho con bloques de Lego, y los ingenieros fueron puliendo las formas hasta llegar a donde querían.

Una vez que ya tienen algo dibujado de manera virtual, el coche entero y por piezas, se simula con software CFD (Dinámica de Fluidos Computacional) y se observa cómo trabaja el aire a su alrededor. Los diseños son remitidos a un superordenador; nada de PCs de sobremesa. Para esto es necesaria la fuerza bruta de un aparato como los que calculan la meteorología, simulaciones de explosiones nucleares, o la trayectoria de cuerpos en el espacio. El CFD devuelve una serie de datos, los aerodinamistas los validan, se retocan y vuelve con frecuencia al CFD al mejorar alguna arista por aquí, una ondulación por allá, u otros pequeños detalles.

En la siguiente pantalla de este juego, se comprueban la vorticidad, las diversas presiones que recibe cada área, y la velocidad que quiere el aire al pasar por las superficies. Si todo sale como está previsto y las cifras son parejas a lo esperado, se mandan crear cada pieza en resina 3D. En cada factoría, suele haber una cascada de impresoras del tamaño de una cabina de teléfonos, que se tiran horas disparando láseres sobre un líquido lechoso del que acaban emergiendo piezas de formas incomprensibles.

Este laborioso mecano solo adquiere sentido cuando se arma la maqueta a escala del 60 % que es la que entra en el túnel de viento en una suerte de coche de juguete que lleva piezas de muchos materiales: carbono, aluminio, resina procedente de las impresoras 3D, etc. Son muy modulares y su diseño funcional suele ser distinto al coche real. Se hace así, con piezas de quita y pon, producidas para ser sustituidas con rapidez y no tener que andar creando un alerón delantero nuevo si solo quieres modificar un endplate.

Composites y mecanizado

Si la prueba del túnel sale como se esperaba, pasa a producción previa valoración de los técnicos en composites y estructuras. Las fuerzas que soporta un modelo a escala en un túnel no son las mismas que las de un monoplaza real. Ellos deciden los materiales que aplicar, de que espesores, si meter o no relleno de espuma Rohacell, si necesitan soportes de aluminio o titanio, cuántas capas han de llevar las piezas acabadas en carbono, qué orientación, etc.

Una vez acabado cada elemento hay que mecanizarlo, hacer agujeros para el paso de tornillos, localizar aperturas de acceso a áreas de trabajo bajo la piel del monoplaza, y se convierte una mera superficie lisa en una pieza funcional. Una vez decidida la forma definitiva, hay que diseñar sus moldes y las plantillas que se usarán en su producción. Hay partes que se parecen a lo que vemos por la tele, pero otras son puzzles dentro del puzzle.

Los bargeboards con la anterior normativa, por ejemplo, eran un mecano, un verdadero rompecabezas. Necesitaban un andamiaje de sujeciones, y se iban pegando con adhesivo estructural. Antes se quitaba todo cuando llegaban los golpes, las averías, o un accidente relativamente tonto. Ahora, con los recortes presupuestarios, se reparan a base de retirar el adhesivo con calor, y se pone una pieza recompuesta con otras de menor calibre que forman parte del todo. Los suelos sufren mucho, sus bordes se rompen, y están formados por partes grandes superpuestas unas encima de otras. Cada equipo tiene sus procesos, y no hay una regla genérica.

En Red Bull, sin ir más lejos, cuando una pieza tiene un desvío del 3 % en el peso, la tiran. Saben que los coches engordan por reparaciones al meterle resina extra y ya cuentan con ello. En la época de los títulos de Fernando Alonso en Renault, el coche era cada vez menos amarillo. Se dieron cuenta de que la pintura de ese color pesaba muchísimo, más que la negra, y por eso su monoplaza era cada año más claro; con el paso del tiempo parecía desteñido.

Otro problema frecuente es que las piezas se suelen expandir con el calor, así que muchas de ellas, no se hacen en el tamaño exacto en que se diseñaron, sino al 99,98 % (es un ejemplo) porque se sabe que pueden dar problemas en según que circunstancias. Una vez acabadas, hay que desarrollar el llamado playbook, generalmente un par de hojas DIN A4, a veces alguna más, en las que se dibuja un diagrama y las instrucciones de montaje. Qué solapados son necesarios, los parches, con qué material ha de hacerse, cuántas capas son necesarias, si necesitan algún tipo de protector, y como ha de instalarse todo.

Los laminadores han de seguirlas al pie de la letra. Tras este proceso, se hace un seguimiento de cada pieza una vez acabada, y la gente de estructuras calcula que vida útil tiene. Si es crítica se revisa tras unas horas de uso o un kilometraje determinado muy concreto, y se fija el final de su uso recomendado.

Escaneado y competición

Por otro lado, y antes de ser instalada en el monoplaza se escanean, los datos se comparan con la geometría del ordenador, y si sale de las cifras de tolerancia se desecha. Las máquinas de metrologia determinan si las superficies son correctas y el diseñador decide si la pieza se puede usar o no.

Hay cosas que según la simulación no se deben romper, pero es habitual que cada vez que el coche salga a pista vuelva con algo roto. A veces se sustituye de inmediato si es de orden crítico, y si no, los mecánicos le hacen una ñapa con bridas, cinta americana, o alguna resina.

Hay domingos mejores que otros, pero solo hay una cosa peor para un ingeniero que un coche falle uno de ellos: que falle una pieza de ese coche de la que seas responsable. Por eso, a veces los compañeros se lo toman a chunga y si te marchas de la escudería, te jubilas o sales por la puerta, te la guardan y te la entregan firmada el día que recibes el finiquito. Ese día todos sonríen.