LA FÓRMULA 1 EN TU GARAJE || Sistema de Frenos
n esta nueva sección de nuestro blog de Megataller, vamos a intentar acercaros un poco más la Fórmula 1 a vuestro garaje. Para ello, hemos pensado que la mejor manera es comparar un monoplaza de fórmula 1 con un turismo de calle que podéis tener en cualquiera de vuestras cocheras, para que así veamos las grandes diferencias entre la más alta mecánica de competición y la mecánica para los coches de calle.
En este primer capítulo vamos a hablar de los frenos, uno de los componentes más importantes de un vehículo. En los coches de calle, los frenos tienen como misión principal la de actuar como mecanismo de seguridad activa para que podamos detener nuestro coche cuando y de la manera que nosotros queramos. En la Fórmula 1, los frenos son vitales, ya que estos monoplazas alcanzan velocidades de 330 km/h, y son capaces de disminuir la velocidad hasta los 80 km/h en unos 120 metros.
Para hacernos una idea de las diferencias entre cada sistema, podemos comenzar hablando de los discos de freno. En un coche de calle habitual, son discos macizos, es decir, no disponen de ranuras para su refrigeración, y están compuestos de acero, además de silicio y manganeso para garantizar una alta calidad. El peso de cada disco de freno de nuestro vehículo suele ser de entre 3 y 4 kilogramos. En la Fórmula 1, el peso de cada disco es de entre 1 y 1,5 kilogramos, más de la mitad que en nuestro coche debido a que son discos ultraligeros y como ya os podéis imaginar, no están fabricados en acero, si no que están hechos de un compuesto de base de carbono y refuerzos de fibra de carbono, llamados frenos carbono-carbono o carbocerámicos. Esto tiene la ventaja, entre otras, de que pueden alcanzar temperaturas de hasta incluso los 1200ºC centígrados, mientras que si en nuestro automóvil superamos los 500-600ºC podemos vernos en un problema.
Para evitar que un Fórmula 1 se quede completamente sin frenos durante la carrera, el reglamento establece que deben de montar circuitos independientes en las ruedas delanteras y traseras, para tener siempre una fuerza de frenado, aunque no sea del 100%. Esto también es así, ya que la gran mayoría de automóviles cuentan con distintos circuitos de frenado para tener siempre una garantía en caso de que alguno de los frenos falle. Incluso, en vehículos de alta gama, podemos encontrar dos circuitos para las cuatro ruedas, para en caso de que falle uno de ellos, podamos seguir teniendo otro con una efectividad del 100%.
La desventaja de los discos de frenos de carbono (sí, alguna tenían que tener además del precio), es que curiosamente, comienzan a funcionar correctamente a la temperatura a la que un vehículo de calle puede comenzar a tener problemas de sobrecalentamiento, ya que los discos de freno de carbono tienen mayor eficacia a temperaturas superiores a los 650º, y por debajo de los 400ºC, podemos decir que son “ineficaces”.
Además, las pastillas de freno de un fórmula 1 no pueden estar fabricadas de un material orgánico como las de los coches normales, ya que eliminarían su capa de ferodo en una frenada. Están fabricadas del mismo compuesto que los discos, lo que hace que tengan un coeficiente de fricción de 0,6 mientras que un coche de calle con discos macizos tiene un coeficiente de 0,2. Pero esto se entiende mejor si hablamos de velocidad: un fórmula 1 es capaz de pasar de 300 km/h a 0 km/h en 4 segundos, recorriendo unos 150 metros. Un turismo normal necesita 100 metros más para pararse yendo a 100 km/h menos. Si no os ha quedado claro, aquí tenéis una gráfica que compara la distancia de frenado entre un fórmula 1, un deportivo y un turismo:
Aunque no todo el poder de frenado de un Fórmula 1 proviene de sus frenos. También tienen a su favor la carga aerodinámica, y es que un coche de Fórmula 1 a 200 km/h frena más con sólo levantar el pedal del acelerador que un turismo normal a la misma velocidad utilizando sus frenos al máximo.
Otra parte importante del sistema de frenos es la pinza de freno, que es el lugar donde se montan las pastillas de freno y donde se coloca el actuador hidráulico o pistón. Este componente se fabrica de aluminio tanto en los coches de calle como en los de Fórmula 1, ya que su coste no es excesivo y además aguantan mejor la oxidación y disipan mejor el calor que el acero. Pero esto no siempre ha sido así, ya que hace un par de décadas, en la Fórmula 1 inventaron unas pinzas de freno ultraligeras con aleaciones de berilio que ofrecían unas prestaciones muy superiores a las de los coches de calle, pero por motivos de seguridad, se obligó a todos los equipos a montar las pinzas de freno de aluminio que siguen montando hoy en día.
Pero las diferencias fundamentales se encuentran dentro de la pinza de freno. Si desmontamos la de nuestro coche, veremos que en su interior se aloja uno o dos pistones que son los que ejercen la fuerza necesaria sobre las pastillas de freno para frenar el coche por rozamiento y que generalmente están fabricados en acero o aluminio. Pues bien, en un Fórmula 1, las pinzas de freno cuentan con 4 pistones (hasta hace 2 años eran 6 pistones), y están fabricados en titanio, porque además de aligerar el peso del monoplaza, este material tiene una baja conductividad térmica, lo que reduce el flujo de calor en el líquido de frenos.
Y seguramente, llegados a este punto, a todos os rondará la misma pregunta por la cabeza: ¿cuánto cuesta un sistema de frenos de un Fórmula 1? Aunque esta pregunta es difícil de contestar, ya que los equipos no suelen hablar sobre estos temas, sabemos que el coste de un solo disco de freno es superior a los 3.000€, mientras que en nuestro coche podemos encontrar discos de freno por 30€. Y además, como ya os imagináis, no se van a conformar con usar un mismo juego de discos para toda la temporada, por lo que el coste de todo el sistema de frenos a lo largo de la temporada supera los 200.000€. Esta diferencia de precio, se debe entre otras muchas cosas, a que para fabricar un solo disco de freno para un Fórmula 1 se tardan unos 150 días, mientras que los de un coche de calle se fabrican en serie en apenas unas horas.
Aunque si hablamos del sistema de ABS (Antilock Brake System), la Fórmula 1 sale perdiendo, ya que desde hace muchos años se prohibió para dar así más emoción a las carreras y primar las manos del piloto. Por eso, no es difícil ver a los monoplazas de Fórmula 1 bloquear el neumático en una frenada, mientras que en nuestro coche de calle, no lo podremos hacer (a no ser que el coche no disponga de ABS), gracias a este sistema de seguridad que impide que la rueda bloquee para que la frenada sea más eficaz.
Hasta ahora, hemos hecho una comparativa de los diferentes elementos de sistemas de freno en un coche normal y en un monoplaza de Fórmula 1. Pero como todos sabéis, la Fórmula 1 es un escaparate tecnológico en el que miran todas las marcas para captar y probar nuevas ideas que poder introducir con el tiempo en sus coches de calle, y eso es lo que está pasando ahora mismo con el sistema de frenos, ya que desde el año 2014 se ha introducido una novedad que está revolucionando la forma de ver los frenos de un automóvil.
Se trata del sistema llamado ‘Brake by ware’, que fue desarrollado para aviones militares pero que ya se está comenzando a utilizar también en coches de alta gama gracias entre otras cosas, a los avances tecnológicos en la Fórmula 1. Es una combinación del sistema de frenado hidráulico de cualquier coche pero controlado de manera electrónica. Se instala en los frenos traseros, y lo que hace es medir la fuerza con la que el piloto presiona el pedal del freno en las frenadas fuertes gracias a un sensor instalado en cada pinza que envía la información a la Unidad de Control Electrónica (ECU) para saber la cantidad de energía recuperada y la necesaria para cargar las baterías del monoplaza. Una vez que la unidad de control tiene toda la información, la analiza y mediante el repartidor de frenada le indica a la pinza de freno la cantidad de presión que deben aplicar sobre los neumáticos para que no bloqueen pero al mismo tiempo produzcan la máxima energía para cargar las baterías y conseguir que el monoplaza vaya lo más rápido posible siempre que esté en la pista.
¿Os imagináis que nuestro automóvil cargase la batería y os diese un extra de potencia gracias a la fuerza que se ejerce en una frenada? Pues dentro de unos años será posible, gracias a los grandes avances tecnológicos que se producen año tras año en la Fórmula 1 y que tras un periodo de prueba, llegan a nuestro coche para mejorar sus prestaciones.