Seis claves científicas de la nueva Fórmula 1

Hasta el año pasado los equipos de F1 debían usar combustibles compuesto por un 5,75 % de biocomponentes. Sin embargo, este año se amplía el porcentaje de biocombustible al 10 por ciento, debiéndose usar el combustible E10 (la E significa etanol, el biocomponente que todos los equipos deben usar, y el 10 se refiere al porcentaje de etanol).

Para evitar polémicas como las que ocurrieron en la última carrera de la temporada 2021 que le dio el campeonato a Verstappen, la nueva F1 dispone de una sala virtual de videoarbitraje con una tecnología basada en las numerosas cámaras que hay en el circuito y en el interior de los coches. De esta forma los jueces pueden sancionar adelantamientos peligrosos, salidas de pista, etc.

Las tradicionales ruedas de 13 pulgadas han sido sustituidas por llantas de 18 pulgadas que, aunque poseen un efecto amortiguador muy inferior y dificultan la visibilidad de los pilotos (ya que obviamente aumenta el diámetro y la altura de las ruedas en relación al habitáculo), son más estables, presentan menos degradación térmica y no se sobrecalientan rápidamente. Esto permite a los pilotos conducir de forma más agresiva sin miedo a deteriorar sus ruedas, lo que favorece el número de adelantamientos.

El peso mínimo de los monoplazas ha sufrido un cambio significativo, pasando de 752 kg hasta 790 kg. A ello han contribuido no solo las llantas más grandes y el consiguiente aumento en la masa del neumático, sino también el mayor peso de la unidad de potencia del coche y la incorporación de ciertos componentes de seguridad. También ha habido cambios en los alerones.

Los monoplazas de 2022 son más seguros. En caso de impacto frontal el morro de los nuevos coches (más largo) absorbe alrededor de un 50% más de energía en un impacto. Además, los laterales de los nuevos monoplazas son aproximadamente el doble de resistentes a un posible choque. También las piezas están unidas de forma más compacta (lo que reduce el riesgo de que se esparzan por la pista tras un choque) y los alerones se han simplificado.

Aquí reside el gran cambio de esta temporada. Uno de los grandes problemas que tradicionalmente ha tenido la F1 es la dificultad de los pilotos para acercarse a sus rivales e intentar adelantarlos, lo que hace las carreras aburridas. ¿Por qué ocurre eso?

El aire que se genera detrás de un monoplaza tiene dos características: su temperatura es muy alta y produce muchas turbulencias. Por eso se llama «aire sucio». ¿Qué ocurre si se acerca otro monoplaza por detrás para adelantarlo? i) las altas temperaturas degradan las ruedas del coche que llega por detrás; ii) las turbulencias del «aire sucio» provocan que el coche que intenta adelantar pierda velocidad, ya que reduce más del 30% su carga aerodinámica. Resultado final: salvo que exista una diferencia abismal en la potencia de ambos coches, era muy difícil adelantar.

Para solucionar este problema esta temporada ha vuelto el «efecto suelo», un fenómeno que ya emplearon los monoplazas de F1 que corrieron entre la segunda mitad de los años setenta y principio de los ochenta. ¿En qué consiste?

Los equipos de F1, apoyándose en la dinámica de fluidos, han rediseñado los monoplazas colocando en la parte inferior una especie de «suelo» con el que se logra que el aire fluya a gran velocidad por debajo del monoplaza. El objetivo es crear una zona de baja presión en la parte inferior del coche. Como en su parte superior existe una alta presión, aparece una fuerza de arriba a abajo que equilibra ambas presiones y, como consecuencia de esa fuerza de succión, el coche se «pega» al suelo. ¿Qué se logra? Uno de los objetivos es que salga menos aire sucio por debajo del monoplaza y, por tanto, que el coche que va detrás no sufra tantas turbulencias y pueda acercarse.

Hasta ahora les he explicado el motivo de que el «efecto suelo» favorezca que el monoplaza que va detrás se acerque mucho al que le precede (lo que se conoce como «ir a rebufo»). ¿Qué ocurre en ese momento? De nuevo la física aparece en escena.

En el caso del monoplaza que va delante, la presión del aire con el que se encuentra al avanzar es mayor en la parte frontal del vehículo que en la posterior. Para compensar esa diferencia de presiones se genera una nueva fuerza, llamada drag o resistencia, que va desde la zona de alta presión (la frontal del coche) a la de baja presión (la trasera) y que frena el vehículo. ¿Y que le ocurre al coche que va detrás? Al poder esta temporada pegarse mucho al coche que va delante, su parte delantera se coloca en la zona de baja presión del monoplaza que le precede. De esta forma, la diferencia de presiones entre la parte frontal y la parte trasera del coche que va detrás será pequeña (y no grande como le ocurre al monoplaza líder que no tiene nadie delante), por lo que no se generará mucho drag para compensar dicha diferencia de presiones y, por tanto, dispondrá de mayor potencia disponible para adelantar. Esto ha aumentado mucho la espectacularidad de las carreras en la temporada 2022. Objetivo conseguido.

Estimados lectores de LA VERDAD, espero que con estas seis claves científicas puedan disfrutar el próximo fin de semana del G.P de España de Fórmula 1 con la mirada del aficionado a este emocionante deporte... pero también con la del científico que todos llevamos dentro. ¡Feliz sábado!