AUTOentusiastas Classic (2008-2014): F-1 2014: O QUE MUDA NOS CARROS E COMO ISSO AFETA A DISPUTA

O dia 16 de março deste ano será, no mínimo, curioso. A data será a da primeira etapa do Mundial de Fórmula 1 com o novo regulamento, se dará em terras australianas e ainda não sabemos o que pode acontecer. Este deve ser o ano em que as alterações de regulamento são as mais drásticas.

Salvo alguns detalhes mais básicos, como o fato dos carros terem quatro rodas e um só piloto, basicamente mudou tudo. Mas vamos com calma, os carros ainda terão o mesmo formato, asas dianteiras e traseiras, rodas expostas, motor a gasolina etc, certo? Nem tanto.

Para um carro de competição tão preciso e avançado como um F-1, as mudanças técnicas do regulamento de 2014 praticamente fazem com que o projeto seja um carro novo, mesmo que por fora pareça ser a mesma coisa. O nível de refinamento e precisão é tão grande, as novas características dos carros afetam tanto o projeto, que dificilmente alguma coisa é aproveitada.

Quando falamos “aproveitada” não quer dizer que tudo é jogado fora e refeito do zero, em termos de construção. O material do habitáculo e a forma de construção pouco mudam, o tipo de braços de suspensão também, a tecnologia das rodas, dos pneus, do sistema de direção, o básico do ciclo Otto dos motores, tudo é quase igual ao ano anterior. O que muda mesmo é a forma de colocar todos estes componentes funcionando em conjunto.

O V-8 aspirado de 2,4 litros deixa a F-1 para dar lugar ao novo V-6 turbo

Um F-1 é feito para ser o mais veloz possível dentro de uma série de limitações técnicas, e o que dita se um carro será rápido ou não é a harmonia de funcionamento de todos os seus sistemas. Não adianta ter o motor mais potente de todos os carros do grid se a suspensão não é bem calibrada e a velocidade de curva é pior que dos rivais.

Quando falo que é um carro totalmente novo quero dizer que a forma de se posicionar os novos componentes e orquestrar o funcionamento de todos juntos é nova. O centro de gravidade dos carros vai estar posicionado de forma diferente, por causa do novo motor e novos componentes, e isto sozinho já muda o comportamento do carro completamente e toda a suspensão tem que ser reprojetada.

Antigo motor turbo do Williams, duas turbinas e quase 1.000 cv

Vamos ver os novos itens do regulamento e o que eles influenciam no projeto de um novo carro. Como dito, cada detalhe afeta profundamente o projeto do novo carro para ele ser competitivo.

Começando pelo motor, que é o mais comentado, o V-8 de aspiração atmosférica sai de cena e abre caminho para a volta dos turbos, extintos desde 1989. No final dos anos 1980, os motores turbo eram usinas de força prontas para explodir. Quase 1.000 cv de potência para se controlar no braço e no pé direito, sem auxilio nenhum. Os 1.500 cv do BMW turbo da Brabham de Piquet já haviam sido levemente domados pelo regulamento, mas ainda eram muito potentes.

O atual V-8 2,4-litros sai para dar lugar ao novo V-6 de 1,6 litro, que é menor, e sua distribuição de peso é diferente. Imagino que ele seja mais leve que o V-8, mas não muito. O V-6 precisa ter um bloco reforçado para suportar a alta pressão interna dos cilindros e o sistema de turbocompressor com toda tubulação também pesa. Mesmo que o peso fosse o mesmo do V-8, a sua distribuição é diferente, como é o arranjo no carro. Há uma nota no regulamento que diz que a unidade completa tem que pesar no mínimo 145 kg.

Dá para ter uma noção do tamanho da turbina que a Renault usará

Como não deixar que motores novos tenham 1.500 ou até 2.000 cv? Limitações. O motor será limitado a 15.000 rpm, a vazão máxima de combustível que pode passar pelo sistema é de 100 kg/h (deve haver uma válvula reguladora padrão para todos os motores). Como a densidade da gasolina é aproximadamente 0,72, esse peso por hora corresponde a quase 140 L/h. O turbocompressor único não pode ter geometria variável nem dois estágios. Sua posição deve ser logo atrás do motor, acima do transeixo, mas os coletores de escapamento devem sair pelas laterais, e não pelo centro do motor como no V-6 do Audi R-18 de Le Mans e nos BMW V-8 turbo de rua.

Agora cada piloto só pode usar cinco motores na temporada toda, contra os oito da temporada de 2013. Isto que dizer que os motores devem ser mais resistentes, o que será um grande desafio para os fabricantes, pois um motor turbo gera muito calor e a solicitação mecânica dos componentes é alta. Não é fácil manter tudo funcionando bem e ainda andar rápido.

Novo motor Renault, a caixa preta é parte do ERS, e notem o grande trocador de calor de ar de admissão

“Calor” é a palavra-chave do novo carro. Como gerenciar todo o calor que estes motores vão liberar? O motor precisa ser arrefecido, obviamente, com radiadores, mas também o ar de admissão também será arrefecido por um intercooler, que ocupa espaço e pesa. Mais um item para atrapalhar na vida do CG (centro de gravidade) do carro.

O desafio vai ser como colocar debaixo da carroceria de um monoposto tão compacto como um F-1 a quantidade e volume necessários de trocadores de calor. Não apenas eles ocupam espaço e aquecem tudo o que está ao seu redor, mas também destroem a aerodinâmica do carro. Cada radiador e o intercooler deve receber um fluxo de ar direto, e isto gera um arrasto aerodinâmico enorme. Aí pode estar um dos segredos que vai separar os carros bons dos carros vencedores.

Vista lateral do com a montagem do motor Renault

Uma novidade para 2014 será o sistema que substitui o KERS. Na verdade é uma evolução do sistema atual, pois além da regeneração de energia cinética vinda do virabrequim, o ERS (Energy Recovery System, ou Sistema de Recuperação de Energia) terá também uma atuação na turbina do turbocompressor.

Sistema MGU-K da Magneti Marelli

O sistema chamado MGU-K (Motor Generator Unit – Kinetic, ou Unidade Motor-Gerador Cinética, de energia cinética) é semelhante ao KERS atual, que atua no virabrequim do motor. Ele ajuda a frear o carro, acumulando energia e depois libera de volta para o motor na aceleração. Há uma limitação no sistema MGU-K, tanto na sua velocidade de rotação máxima (50.000 rpm) como no torque máximo que ele pode entregar, 200 N·m (20,4 m·kgf).

A novidade é o MGU-H (Motor Generator Unit – Heat, ou Unidade Motor-Gerador – Calor, de calor do escapamento do motor). É uma espécie de KERS, mas em vez de estar conectado ao virabrequim, está atuando na árvore do turbocompressor. Por esta árvore, ele capta energia excedente proveniente dos gases de escapamento na desaceleração e devolve direto na mesma árvore, na aceleração do carro. Isto quer dizer que ele funciona como um motor elétrico acelerando a turbina antes do fluxo de gases de escapamento. A vantagem disto é a eliminação de qualquer lag ("preguiça") que pode haver na turbina por conta de inércia mecânica (lembre-se que o turbo deve ser grande, pois é um só, e quanto maior, mas lag ele tem).

Sistema MGU-H da Magneti Marelli, colocado entre a parte fria e a parte quente do turbocompressor

Imagine que o compressor só é eficaz quando a turbina está girando rápido, ou seja, com o motor já em velocidade. O MGU-H faz com que o compressor já comece a funcionar antes da turbina estar “embalada” pelos gases de escapamento, ou seja, manda potência para o motor mais cedo. O sistema não pode exceder 125.000 rpm por regulamento, assim não há um excesso de potência.

Motor Renault com os escapamentos laterais e a turbina ao centro

O novo motor V-6 será menos potente que os V-8, algo em torno de 650 cv contra os quase 800 cv atuais, mas o ERS deve entregar aproximadamente mais 180 cv, de modo que a potência em 2014 será quase a mesma de 2013. A forma de que a potência vai para o solo também será novidade para os pilotos, pois a resposta de um motor turbo é bem diferente. Novamente, controle de tração é proibido.

Como o MGU-K terá uma potência maior e vai “frear” as rodas traseiras pelo motor, foi liberado o uso de um controle eletrônico de frenagem nas rodas traseiras, para ajudar no balanço do freio. Isto não é um ABS, que diz respeito ao freio, mas um controle que limita o efeito do freio-motor acelerando ligeiramente o motor e que já existe em vários carros de rua sob a sigla MSR, motorschlupf regelung. Este é um elemento que suponho que será logo usado pelas equipes mais espertas como alguma forma de controle de tração.

Ilustração de onde vão montados os novos sistemas do ERS

Os câmbios devem ter agora oito marchas à frente e uma à ré. O acréscimo de uma marcha a mais deixa uma margem maior para ajustes, mas a grande pegadinha é que as relações de marcha devem ser definidas no começo da temporada e só poderão ser alteradas uma vez.

Ilustração da Renault mostrando os componentes do novo sistema

Isso quer dizer que os pilotos vão ter que se virar com as mesma relações de marchas para Monza e para Mônaco, duas pistas completamente diferentes em termos de velocidade máxima e retomadas. Quem escolher melhor vai se dar bem logo de início. É uma decisão estranha da organização, pois não agrega nada além de uma mínima redução de custos.

Como sempre, o motor deve ser fixado ao monocoque e o transeixo ao motor, mas o regulamento 2014 determina que essas uniões sejam por seis parafusos M12 cada e todos devidamente posicionados dentro de um padrão definido.

Outro fator que muda para este ano é o limite de 100 kg (aproximadamente 140 litros) de gasolina por corrida para cada carro. Não havia limite até então, mas estima-se que algo perto de 150 ou 160 kg (208 a 222 litros) por corrida fossem consumidos em 2013. Isto força os engenheiros a projetarem carros mais eficientes, que consumam menos. Tipicamente, o consumo passará de 1,35~1,4 km/l para 2,1 km/l.  É o caminho para tornar a categoria mais favorável ao meio ambiente pela menor emissão de CO2.

Transeixo XTrac, extremamente compacta e leve

Cada carro terá pesar no mínimo 690 kg com piloto e sua vestimenta completa, um aumento de 45 kg em relação a 2013. O aumento de peso permite acomodar os novos componentes do ERS e do turbo, mas ainda assim os engenheiros estão dizendo que é pouco, e terão que se esforçar para atender este requisito.

Os pneus foram itens de controle usados pela FIA para “ajustar” o desempenho dos carros por anos. Não deve ser diferente desta vez, mas como o motor e toda a parametrização do ERS será uma novidade para todos, pode demorar um pouco até que os pneus sejam alvo de mudanças. Vamos ver como os pneus traseiros vão se comportar nas primeiras corridas, pois serão bem mais exigidos, uma vez que os motores turbo tem muito torque e receberão grandes forças de aceleração e frenagem.

A aerodinâmica também não escapou de novas regras. A asa dianteira ficou mais estreita (passa de 1.800 mm para 1.650 mm) e a asa dianteira com menos elementos. O famoso blown diffuser, onde o escapamento interage com o extrator, foi eliminado, pois é mandatório que o escapamento tenha uma única boca de saída e seja virada para cima, no centro do carro, e nenhum elemento de carroceria pode ser posicionado depois dele.

Como funcionava o blown diffuser, a parte amarela é onde sai o escapamento

O bico dos carros será mais baixo, passando de 550 para 185 mm. Isto afeta completamente a aerodinâmica do carro, pois o bico é o primeiro elemento a entrar em contato com o ar e este primeiro contato afeta o fluxo todo daí para trás. Assim, todo o resto é afetado.

Permanece válido o DRS (Drag Reduction System, ou Sistema de Redução de Arrasto), o famoso botãozinho que permite a “abertura” da asa traseira nas retas para facilitar as ultrapassagens. Como já falamos antes, este recurso até alguns anos atrás era abominado e passível de punições severas (uso de dispositivos aerodinâmicos móveis). Não se pode negar que este sistema facilita as ultrapassagens e dá um pouco mais de emoção à corrida, mas não deixa de ser irônico.

Asa do Lotus "aberta" e "fechada", assim funciona o DRS

Diversos outros pequenos detalhes da aerodinâmica são afetados, mas o grande desafio ainda é colocar tudo dentro de uma carroceria compacta, de linhas fluidas e que gere o máximo de força aerodinâmica vertical possível com o mínimo de arrasto. Estima-se que os carros novos perderam algo entre 10% e 15% de downforce com as mudanças do regulamento em relação a 2013.

Com tudo isto, vemos que os novos carros são muito diferentes em relação aos do ano passado. A forma de pilotar será diferente, a reação do motor será outra completamente nova. A estratégia de economia de combustível também será importante para definir o vencedor, além de como cada equipe vai utilizar a energia armazenada do ERS.

Os treinos extra-corridas voltaram, com restrições de quatro sessões de no máximo dois dias seguidos em pistas que já foram usadas no campeonato, para ajudar as equipes a melhor acertar seus carros e também a coletar o máximo de dados possíveis para a contínua melhoria dos seus projetos. Cada minuto na pista é valioso, pois os testes fora dos fins de semana de corrida continuam escassos. Testes em túnel de vento e simulações computacionais com dinâmica dos fluidos (CFD) também estão mais restritos.

Comparativo do que deve ser o novo Red Bull para 2014 em termos de carroceria

Outra novidade é a pontuação da última etapa do campeonato, que vale o dobro de pontos das demais. Vejo como desnecessário e meramente “show business”. A última corrida do ano é tão importante como todas as outras. O trabalho esculpido ao longo da temporada é um só, e pontuar de forma diferente em apenas uma única corrida é como dar uma chance a quem não fez bem a lição de casa nas durante o ano todo e agora no final precisa de nota para passar.

Vai ser interessante, certamente, mas é uma clara tentativa de impedir que um piloto só domine o campeonato desde o começo e fique tranqüilo nas últimas corridas. Este tipo de regra é feita rapidamente, vem direto da organização para ajustar o nível de disputa, pois a parte técnica é planejada com anos de antecedência por conta dos tempos de desenvolvimento e investimentos.

Não é nenhuma novidade que os organizadores estão fazendo de tudo para tentar fazer a categoria ser interessante ao público. Já disse algumas vezes antes e volto a dizer, o objetivo é certo, mas talvez a forma de como chegar lá é estranha. Regras muito complicadas, novos tipos de punição aos pilotos, e que tentam dar um jeitinho para não haver pilotos dominantes. Leia-se Sebastian Vettel, que alguns anos depois está fazendo como Michael Schumacher e a Ferrari.

Vettel deve continuar favorito, mas as novidade são muitas e tudo pode mudar

A evolução técnica não pode ser barrada, mas ser direcionada para um caminho de comum interesse a todos. A indústria pode se aproveitar dos desenvolvimentos e aplicar algumas das tecnologias nos carros de rua, mas a competição e o público devem vir em primeiro lugar.

Vettel é novamente o favorito? Talvez, pois a cada corrida vem se fortalecendo e ganhando mais experiência. E a Red Bull? Adrian Newey, o projetista, caprichou nos carros dos anos anteriores e não deve ser muito diferente para 2014. Lembrando que as mudanças anteriores de regulamento que afetavam a aerodinâmica, ele acertou. Ferrari e McLaren são os desafiantes tradicionais, mas não podemos descartar a Lotus e talvez Mercedes.

Mas será que vamos precisar de um livrinho com resumo das regras em mãos para entender as corridas? Espero que não.

MB

Fotos: Renault Sport, Red Bull Racing, Formula1.com, Xtrac, Magneti Marelli, Wikipedia