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Informe técnico: análisis del reglamento 2021

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La Fórmula 1 ha presentado la próxima reglamentación de 2021, que han tildado de auténtica revolución, no sólo desde el punto de vista técnico, sino también deportivo y presupuestario. Y, en principio, visto el coche, los principios que lo rigen y el recorte presupuestario que se ha impuesto a los equipos, lo es. De momento, son sólo reglas escritas y un primer boceto de monoplaza, eso sí, probado ya en el túnel del viento. Habrá que ver cómo llega todo esto a la pista, qué hacen los equipos con esta normativa, que de partida es atractiva y si, al final, produce el espectáculo esperado.

Vamos a repasar, pues, de forma muy sintética, algunos de los puntos esenciales de la normativa, que hemos tratado de esquematizar lo más posible, para luego analizar técnicamente el modelo de monoplaza que hemos visto.

 

EL CAMBIO MÁS IMPORTANTE: LA REDUCCIÓN DEL PESO DE LA AERODINÁMICA 

La filosofía del nuevo monoplaza de F1 para 2021 parte de una drástica reducción del peso de la aerodinámica en el rendimiento del coche, impidiendo el uso de aditamentos en determinadas partes del coche. Obviamente, esto hará que el coche tenga un paso por curva más lento, lo que añadido al mayor peso del mismo, hará los monoplazas entre tres y cuatro segundos más lentos.

Ahora bien, que no se permita el uso de numerosos deflectores a lo largo y ancho del coche no quiere decir que la aerodinámica desaparezca, de hecho, se intensifica una parte importante de ésta, como es el efecto suelo –aprovechar la corriente de aire que va debajo del coche, permitiendo llevarla hasta esta zona desde los pontones hasta un enorme difusor que extrae el flujo de aire generando mucha carga aerodinámica–. Claro que se perderá carga, pero también se va a ganar parte de ésta con el mencionado efecto suelo, así como con la mayor limpieza del chasis, que reducirá la resistencia al aire, mejorando la velocidad del coche.

El objetivo es muy claro: generar menos turbulencias, menos aire sucio para que los coches puedan seguirse y adelantarse con una mayor facilidad, es decir, aumentar el espectáculo en pista. Veremos si lo consiguen, pero la FIA y Liberty han aportado muchos datos para avalar este resultado gracias a los estudios de CFD y los resultados en el túnel de viento. No debemos de olvidar que detrás del diseño de este monoplaza y esta reglamentación están Ross Brawn, Nikolas Tombazis y Pat Symonds, por sólo citar dos nombres, quienes han hecho coches ganadores y, por tanto, saber hacer de sobra un coche de carreras. No son ingenieros jóvenes, con muchas teorías, que aún no han contrastado en la pista. Y esto parece ser una garantía de éxito de esta filosofía. Habrá que esperar.

Como se puede apreciar en la siguiente gráfica, la pérdida de carga tras la estela de otro monoplaza debería de oscilar entre un 86% y un 98%, siendo en el peor de los casos una pérdida mucho menor que con la reglamentación actual –entre un 55% y un 79%–:

 

grafica-perdida-aero-tras-coche.jpg

 

EL DISEÑO FUTURISTA DEL COCHE

Lo cierto, es que, al margen de las cuestiones técnicas, el monoplaza resulta bastante futurista, con ciertos toques estéticos de la IndyCar y también de la Fórmula E –el gran difusor trasero–, pero sin perder la especificidad de la Fórmula 1, que se separa de estas dos categorías. Y es que el dejar un coche limpio, con cierto carenado en los neumáticos, lo acerca a las otras dos categorías. Sin embargo, el diseño del alerón posterior, así como del alerón delantero, a pesar de ser tremendamente modernos y vistosos, le hacen tener un gran carácter de Fórmula 1.

Todo es cuestión de gustos, por supuesto y vamos a tener que acostumbrarnos a un cambio de diseño tan brutal, pero creo que el diseño está muy trabajado y nos acabará conquistando. Esperemos que no sólo a los petrolheads, sino a nuevas generaciones de seguidores.

 

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diseno-general-del-coche-2021.jpg

 

LAS CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS FUNDAMENTALES DE LOS F1 2021 

Vamos a resumir ahora los aspectos técnicos fundamentales de la normativa, que después veremos en detalle en el coche:

  1. El peso del coche:
  • Se incrementará de 743 kilos a 768 kilos debido a:
    • Llantas más grandes.
    • Masa del neumático.
    • Mayor peso en la unidad de potencia –cinco kilos–.
    • Uso de partes estandarizadas de menor coste.
    • Nuevos componentes de seguridad.

   2. Unidad de potencia:

  • Se mantiene la actual y con el mismo número de elementos permitidos –motor de combustión interno, turbo, MGU-K, MGU-H, batería y centralita electrónica–.
  • Se reduce el coste de la misma por:
    • Incremento del peso.
    • Sólo se pueden usar materiales comercialmente disponibles, no de lata rareza.
    • El turno y la batería se pueden comprar a diversos fabricantes, evitando la exclusividad.
    • Bomba de comnbustible igual para todos.
  • Es obligatorio que el motorista dé a los clientes la misma especificación.

   3. Sistema de combustible estandarizado para todos los equipos.

   4. Normativa aerodinámica:

  • Mayor empleo del CAD, es decir, del computer-aided design, para el diseño de las piezas pero también para ver la legalidad de las mismas por parte de la FIA.
  • Todas las partes aerodinámicas están reguladas por el artículo 3 de la normativa técnica –por ejemplo, suspensiones, conductos de refrigeración de los frenos, etc.–, impidiendo cualquier otro desarrollo que no sea el que impone el reglamento.
  • Se permite el desarrollo de las siguientes partes:
    • Nose o trompa.
    • Ala delantera y sus endplates.
    • Entradas de admisión y refrigeración del motor.
    • Forma de los pontones.
    • Cubierta superior de los pontones y tapa motor.
    • Conductos de freno.
    • Ala trasera y sus endplates.
  • Quedan totalmente restringidas en cuanto a desarrollo las siguientes partes: dispositivos bajo el chasis, bargeboards, difusor y complejidades en los endplates del alerón trasero. 
  • Todo aquello que esté contra el reglamento o contra el espíritu de la normativa será eliminado de oficio, sin necesidad de mayor estudio para evitar las lagunas reglamentarias y que los equipos se aprovechen de ellas durante meses hasta que se llega a una decisión bien fundamentada, como ocurre hoy.

   5. Sistema de transmisión:

  • Se congela su desarrollo para reducir costes.
  • Se establecen las dimensiones exactas de la caja de cambios.
  • Se permite un rediseño completo cada cinco años.

   6. Suspensión, direccion, llantas y neumáticos:

  • Suspensiones muy simplificadas.
  • Se prohíbe cualquier sistema hidráulico en ellas.
  • Se prohíben los amortiguadores de inercia y se pide una mayor simplificación de la amortiguación y dampers –válvula o placa que regula el flujo de aire interior–.
  • Restricciones cinemáticas para evitar el desarrollo de las llantas, tema que antes estaba completamente desregulado.
  • Separación de las estructuras de suspensión y su carenado
  • Llantas más grandes –18"– con susministrador estándar.
  • Se mantienen los calentadores de las gomas, pero a menor coste, y sólo hasta 2022.
  • Diseño obligatorio y predefinido de los bujes, tuercas y sistema de retención de las llantas.

   7. Materiales:

  • Se redactan de nuevo toda la normativa de materiales permitidos para obtener unos costes razonables.
  • Reducción primaria de costes con el uso de materiales metálicos
  • Se mantienen los materiales de composite.
  • Todos los materiales deben estar en el mercado y no ser de nuevo desarrollo pues.

   8. Clasificación de los componentes –para reducción de los costes–:

  • LTC: componentes hechos por cada equipo.
  • SSC: único suministrador de determinados componentes.
  • PDC: diseño obligatorio de libre suministrador.
  • TRC: componentes transferidos entre un equipo y otro (suministrador y cliente).
  • OSC: componentes diseñados libremente por cada equipo.
  • La clasificación de todos los componentes del coche está establecida en el artículo 17 de la reglamentación técnica –listado_de_componentes_del_coche.pdf–.

   9. Mejoras en la seguridad:

  • En el caso de accidente se tratará de reducir los restos –debris– en pista, sobre todo, evitando que el alerón delantero se pueda desprender del coche.
  • Se incrementa la absorción delantera del coche y de ahí que los morros sean más largos.
  • Se aumenta la fuerza del chasis en su zona lateral y se han desarrollado nuevas estructuras de impacto laterales.
  • Se ha mejorado el reposa cabezas del piloto y su ajuste al chasis para que no se desprenda.

   10. Cambios en la normativa deportiva:

  • Mayor consistencia y reorganización del reglamento y sus sanciones.
  • Se incrementa el número máximo de carreras hasta las 25.
  • El fin de semana se reduce de cuatro días –desde el jueves– a tres –desde el viernes–.
  • Se reduce el tiempo en el banco de pruebas de la unidad de potencia.
  • También lo hace el uso del túnel del viento y las simulaciones de CFD para los equipos.

   11. Normativa financiera:

  • Objetivo principal: acercar a todos los equipos y eliminar las diferencias de rendimiento que vemos hoy entre Mercedes, Ferrari y Red Bull.
  • Busca asegurar la estabilidad financiera a largo plazo para evitar que los equipos abandonen el campeonato.
  • Para conseguir esto se han planteado los siguientes puntos clave:
    • Límite presupuestario, que facilite la eliminación de las diferencias de rendimiento entre los equipos.
      • 175 millones de dólares para 21 carreras y un millón más –o menos– por cada carrera por encima de las 21 –o por debajo–.
      • Quedan excluidos de este límite:
        • Salarios de los pilotos.
        • Marketing.
        • Depreciaciones y amortizaciones.
        • Coste de actividades que no sean de la Fórmula 1.
        • Bonus a pilotos o equipo por resultados.
        • Súper licencia de los pilotos e inscripción en el campeonato –FIA–.
        • El coste de las tres personas mejor pagadas del equipo –súper ingenieros, por ejemplo–.
        • Coste de activos anteriores del equipo.
    • Se asegura la libertad de los equipos para gastar en lo que quieran siempre que sea dentro del límite presupuestario.
    • Se busca la transparencia, igualdad y justicia en el Campeonato.
    • Se establece un tiempo para que los equipos hagan esta adaptación –fecha tope: 31 de marzo de 2022, cuando los equipos tendrán que auditar sus cuentas con la FIA–.
    • Las cuentas serán auditadas por profesionales internacionales de reconocidad prestigio a nivel contable.

Sea como fuere, visto de forma resumida –pero en sus detalles fundamentales–, no se puede decir que Liberty Media y la FIA no hayan trabajado para conseguir un reglamento técnico, deportivo y financiero –basado en la NBA o la NFL– bien pensado y realizable, además, con miras de futuro para seguir creciendo. Veremos si el reglamento financiero se puede cumplir o no y si vamos hacia una mayor igualdad, pues a nadie se le escapa que los equipos grandes ya están dedicando ingentes cantidades de dinero para dejar todo desarrollado antes de la imposición del límite presupuestario. A partir de ahí se contendrán, seguro, pero ¿no llegarán con una ventaja ingente sobre el resto? está por ver.

 

ANÁLISIS TÉCNICO DEL MONOPLAZA: LAS OPCIONES DE DISEÑO QUE DEJA ABIERTAS EL REGLAMENTO 

Vamos a hacer un repaso completo a cada una de las partes del coche según el reglamento 2021 y lo vamos a comparar con el actual para entender las diferencias, pero hay que destacar que la reglamentación no tiende a un coche mono chasis, sino que deja muchas opciones abiertas –y más que encontrarán los grandes ingenieros–, como la propia F1 ha dejado claro en este montaje:

 

Veámoslo, pues.

 

EL SUELO Y EL EFECTO SUELO

Uno de los puntos calientes del reglamento nuevo es el efecto suelo para generar carga aerodinámica, pero no tantas turbulencias como generan hoy el alerón delantero y trasero, amén del resto de apéndices aerodinámicos del coche. La idea es capturar desde la parte delantera del suelo a través de grandes canales el flujo de aire y llevarlo también canalizado por el fondo plano hasta el gran difusor final, que extrae así una enorme cantidad de aire generando el ansiado downforce trasero.

Como se puede apreciar en el siguiente esquema, el morro –más largo– recoge las presiones delanteras, además de la parte inferior del alerón llegando el flujo de aire a unos grandes canales bajo los pontones que acaban en los propios canales del suelo y llegan, como hemos dicho, hasta el difusor. Hoy en día ni existen estos canales en la zona de los pontones, ni por supuesto debajo del suelo, donde como mucho hay una serie de deflectores para ayudar a conducir el aire hasta el difusor.

 

suelo-y-efecto-suelo.jpg

La idea no es nueva y parte de una vieja concepción que desarrolló Colin Chapman, como puede verse en el famoso Lotus 79.

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PONTONES Y BARGEBOARDS

Se acaba así con los complejos bargeboards de esta temporada y las anteriores, más centrados en reducir el drag sacándolo fuera del coche que en llevarlo hacia atrás. En 2021 serán simples acanaladuras, como se puede ver en esta comparativa:

 

bargeboards-2021.jpg

 

Ahora bien, dependiendo de las diferentes opciones que deja abiertas el reglamento, estos canales pueden adquirir diversas formas, como vemos en el siguiente esquema:

 

canales-bajo-pontones-posibles.jpg

 

En cuanto a los pontones tenemos diversas versiones –3–, como hemos visto antes, los cuales además vienen sin ningún tipo de deflector por encima o con diversos desviadores de flujo como actualmente. Su función es simplemente llevar el flujo de aire a los radiadores y a las diversas partes del coche que deben enfriarse. Nótese también la diferente posición de los espejos retrovisores y sus soportes dependiendo del pontón elegido. Veremos cómo juegan los equipos con esto.

 

pontones-y-retrovisores-soymotor.jpg

 

VISTA CENITAL

Si en los coches actuales el suelo está tremendamente lleno de cortes y deflectores, no así en la nueva versión de 2021, que lo deja completamente limpio, manteniendo un afilado chasis con la característica forma de botella de Coca-Cola. Desaparecerá cualquier T-wing en esta zona o 'monkey seat', que ya no estarán permitidos.

 

vista-cenital-soymotor.jpg

 

VISTA LATERAL

Al margen de los cambios ya dichos y los que vamos a analizar en los endplates del alerón delantero y trasero, destaca la tapa motor, sin aleta de tiburón, mucho más estética que hasta ahora. Además, vemos cómo los llantas serán lenticulares –que ofrecen menor resistencia aerodinámica y mejorarían la refrigeración de los frenos, haciendo que no fueran tan necesarias las entradas de refrigeración tan complejas de hoy en día, que ensuician mucho el flujo trasero– y las gomas de 18". En el render tienen pintados los brazos de las llantas, pero esto no es más que una especie de 'tapacubos'.

 

vista-lateral-2021-soymotor.jpg

 

DIFUSOR

La diferencia con el difusor actual es más que notable, mucho más reducido, con diversos planos y deflectores inferiores. El de 2021 es una monstruosidad de grande para compensar la carga aerodinámica perdida. Además, presenta una gran zona central, flanqueada por dos laterales, todas ellas destinadas a extraer la mayor cantidad posible del flujo de aire y generar, de esta manera, la carga aerodinámica que se busca. Por supuesto, el trabajo con los deflectores en la paletas de freno traseras quedan prohibidos para no ensuciar el flujo de aire trasero.

 

difusor-y-paletas-de-freno-2021.jpg

 

ALA DELANTERA

El alerón delantero ha cambiado por completo de filosofía y ya no es un elemento clave en la generaciónde carga aerodinámica en el coche, sino fundamentalmente en la parte delantera del mismo. Por supuesto, pierde la complejidad de esta temporada o las anteriores, siendo muy ancho y con menos planos, sin subdivisiones internas de ninguna clase y con los planos directamente unidos al endplate. Tanto el diseño de éste como su deflector ayudan a sacar el flujo de aire de la goma delantera. Vemos cómo el alerón presenta uuna zona para ayudar a esta última función, mientras que el centro está diseñado para generar carga aerodinámica delantera.

Además, la FIA ha mostrado tres versiones posibles de este alerón –con tres y cuatro planos–, más anchos y menos. Veremos cómo desarrollan esto los equipos.

 

ala-delantera-2021-soymotor.jpg

 

Como era de esperar, la parte inferior cambia de una versión a otra –de acuerdo también al tipo de morro usado, como veremos a continuación–, pero lo que han desaparecido son los deflectores inferiores por debajo del alerón delantero.

 

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Por supesto, nada que ver con el alerón de este año, mucho más complejo, a pesar de la simplificación que sufrió el año pasado.

 

ala-delantera-2021_2_-soymotor.jpg

 

MORRO

El morro no es una de las zonas más radicales del monoplaza, pero sí se ha escogido alguna de las soluciones de los últimos años más estéticas. Lo que sí es más largo para mejorar la seguridad del piloto, pero también para capturar las bajas presiones delanteras y poder dirigirlas hacia atrás con más eficacia para que los canales bajo los pontones puedan utilizar la corriente aerodinámica en el gran difusor.

También se han presentado diversas opciones, dado que ésta es una de las partes que pueden desarrollar los equipos.

 

morro-2021-soymotor.jpg

 

ALA TRASERA, ALA VIGA Y SOPORTES 

El concepto de alerón trasero cambia completamente, adoptando una forma realmente radical con dos planos unidos a los endplates, ya sin ninguna clase de cortes, deflectores ni nada por el estilo. La parte inferior, además, se une a una gran beam wing o ala viga que trabaja en consonancia con el difusor ayudando en la extracción de aire y en la generación de downforce. Un aspecto trasero, pues, imponente, al tiempo que muy limpio. Está por ver cómo lo van a trabajar los equipos y, sobre todo, cómo van a trabajar con el ángulo de incidencia de los planos para tener diferentes niveles de carga aerodinámica, pues éste no parece ajustable, sino de una sola pieza. Pero ésta es una zona de desarrollo de los equipos y habrá que ver qué camino sigue.

 

ala-trasera-2021-soymotor.jpg

 

En cuanto a los soportes centrales, la FIA deja diferentes opciones pudiéndose usar uno central o uno doble cuello de cisne como el que monta, por ejemplo, Ferrari. Además, la Federación nos ha dejado ver cómo se pueden montar diferentes niveles de carga en el alerón con distinto diseño de los planos del mismo –recto, cuchara o cóncavo en el plano superior y convexo, entre otras versiones con las que podrán jugar las escuadras de la Fórmula 1–.

 

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SUSPENSIÓN DELANTERA SIMPLIFICADA

La suspensión delantera sigue un esquema similar al actual, pero no se permite ninguna clase de deflector y, eso sí ningún accionamiento hidráulico y otros elementos, que hemos explicado más arriba. Pese a todo, tenemos tres triángulos –superior, inferior y medio– y un brazo oblícuo que podría ser push-rod o pull-rod, dejando el camino al flujo de aire menos abierto que en la actualidad, lo que debe empeorar el comportamiento aerodinámico del coche.

 

suspension-delantera-2021-soymotor.jpg

 

SUSPENSIÓN TRASERA

En esta parte del coche se ha seguido el mismo diseño actual con dos triángulos, aunque parece que se ha eliminado el brazo oblicuo que lleva casi toda la parrilla. Habrá que esperar a tener imágenes de coches reales para poder contrastar esto de mejor manera.

 

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CONDUCTOS DE FRENOS DELANTEROS

En esta parte del coche la simplificación es total y no se va a permitir un desarrollo como el que hemos visto estos años para aprovechar la aerodinámica de alguna manera.

 

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SEMICARENADO DE LAS RUEDAS DELANTERAS Y TRASERAS: REDUCCIÓN DE RESISTENCIA AL AIRE 

Ésta es una zona nueva de desarrollo del coche respecto a otros años: así se ha colocado un pequeño deflector sobre la rueda delantera para hacer pasar el flujo de aire por encima de ella y eliminar parte del drag, amén de reducir sus turbulencias, cosa fundamental para el objetivo de este reglamento: los adelantamientos. Además, en la parte trasera, la forma final del suelo del coche está diseñada para llevar el flujo de aire por el lateral de la rueda trasera, eliminando hacia parte de la resistencia aerodinámica, en vez de tener que recurrir a numerosos cortes, como este año.

 

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AIRBOX O ENTRADA DE AIRE AL MOTOR 

Esta zona usada tanto para la admisión del motor como de la refrigeración del ERS puede ser desarrollada por los equipos, de ahí que la FIA nos haya presentado tres versiones diferentes de airbox, ya vistas en la actual parrilla.

 

airbox-2021-soymotor.jpg

 

Esperemos que todo este aluvión de cambios lleve en la dirección que se quiere: al espectáculo en pista, a mejorar los adelantamientos y, sobre todo, a atraer a nuevo público a este maravilloso deporte, por el que todos los que estamos aquí sentimos pasión.

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5 comentarios
Imagen de Aert
Quería responder al [#3 avantij] no sé porque le di al primer comentario xD
Si se elimina el DRS (aca no se habla de ello) se acaban los adelantamientos . La turbulencia generada por el auto que va delante NO desaparece solo disminuye. Saludos.
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Imagen de Aert
[#1 UnSabio] Pero se supone que las turbulencias disminuirán mucho y he leído que analizarán durante las primeras carreras si el DRS sigue siendo igual de imprescindible como hoy día para valorar si eliminarlo al año siguiente o incluso en el mismo 2021
Estaría bien que adelgazaran los coches y volvieran a ser algo mas pequeños. que ahora son tan grandes como los LMP1.
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Imagen de avantij
Si se elimina el DRS (aca no se habla de ello) se acaban los adelantamientos . La turbulencia generada por el auto que va delante NO desaparece solo disminuye. Saludos.
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Imagen de chancletula-1
Teniendo en cuenta , que ahora mismo el mayor problema lo genera el alerón delantero, o como dice, difusor delantero, se les sigue dejando manga ancha para trabajar con él, pues nos vamos a quedar igual. No tengo esperanza , porque no veo cambio alguno importante. Otro parche carísimo.
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Imagen de UnSabio
Estaría bien que adelgazaran los coches y volvieran a ser algo mas pequeños. que ahora son tan grandes como los LMP1.
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