MUNDIARIO repasa el nuevo reglamento de Fórmula 1: el módulo de potencia ERS

Sistema ERS de la unidad de energía EnergF1 de Renault/renault.com
Sistema ERS de la unidad de energía EnergF1 de Renault / renault.com

Fórmula 1: El conocido módulo KERS pasa a la historia y deja su sitio el ERS, que será el doble de potente. Funciona de forma combinada con el motor térmico.

MUNDIARIO repasa el nuevo reglamento de Fórmula 1: el módulo de potencia ERS

La revolución ecológica ha llegado a la F1 para quedarse ofreciendo todo un nuevo arsenal de componentes que modificarán las carreras que hemos conocido hasta ahora. El Energy Recovery Sistem (ERS) o sistema de recuperación de energía se compone de un recuperador de energía cinética (MGU-K), un recuperador de energía térmica (MGU-H) y el sistema de almacenaje y control.

En esencia se trata de convertir un F1 en un vehículo híbrido muy similar a los que se comercializan en la actualidad. Con esto se consigue que los fabricantes desarrollen tecnologías aplicables a la serie y “vender” una imagen de ecología.

Hasta ahora el único guiño ecológico que tenían los fórmula 1 era el KERS, que era un dispositivo que almacenaba energía durante la frenada y que se podía aprovechar durante 8 segundos por vuelta accionándolo por medio de un botón. El aporte extra era de unos 60 Kw, que recordaba a las inyecciones de Oxido nitroso visto en películas muy taquilleras. Con todo es un sistema ya conocido en la calle y que equipan modelos como el Honda Insight.

El principio de funcionamiento del ERS se basa en aprovechar energía que se genera en el motor y que de otra forma se perdería. Así los gases expulsados por el escape que saldrían libres a la atmósfera giran un generador asociado al turbo en el caso del MGU-H, mientras que al frenar, una parte de ese efecto se consigue con la retención que genera un motor eléctrico el denominado MGU-K que sirven de apoyo a los discos de freno. Toda esa energía se almacena en un conjunto de baterías, y se reutiliza en función de las necesidades, impulsando tanto al MGU-K y el MGU-H. Con respecto al MGU-H ya hemos visto su funcionamiento en el artículo anterior.

Híbridos

El MGU-K es un motor/alternador eléctrico de alta tensión (hasta 1000V) que este año como novedad, va dispuesto en el motor térmico. Su función es la de apoyar al motor térmico en las fases de aceleración, y generar energía en las frenadas, lo cual convierte a los fórmula 1 en un vehículo híbrido a todos los efectos. Por reglamento su par máximo está limitado a 200 Nm, lo que supondría un aporte extra de 120 Kw (aprox.160 cv). En este punto hay que tener en cuenta la peculiaridad de los motores eléctricos, que aportan su par máximo desde el inicio del giro, mientras que los térmicos lo alcanzan en el márgen de revoluciones medio/alto.

Al contrario que en el KERS, donde el piloto disponía de un botón con el que activaba el motor eléctrico, el ERS va totalmente integrado en la gestión del Módulo de Energía. De este modo su funcionamiento será continuo y dependerá del mapa motor que haya ajustado cada escudería. Debido a que el peso de las baterías está limitado por reglamento y tiene que estar entre 20 y 25 kg, su rendimiento también se ve limitado y se especula con que podría funcionar unos 30 segundos por vuelta.

Una posible polémica

Debido a que se ha duplicado la entrega de potencia, es necesario que el generador/alternador tenga un tamaño y unas capacidades superiores. Y aquí surge un problema, y es que un generador eléctrico asociado a una batería, sólo podrá generar la energía que la batería pueda almacenar. A efectos prácticos significa que si la batería está cargada, el generador no aportará más energía. Debido a su capacidad de retención (120 Kw) estas oscilaciones de comportamiento provocarían que el tacto de frenada que obtendría el piloto sería diferente en función de los estados de carga de la batería. Con el objetivo de conseguir que el tacto del pedal sea siempre el mismo, e independientemente del estado de carga de las baterías, se ha autorizado el uso de un regulador electrónico de frenada solo para el eje trasero. La función de este regulador es que una posición del pedal determinada equivalga siempre a la misma potencia de frenada, así si el MGU-K está cargando al máximo reducirá la presión sobre los discos de freno, y si no carga nada, la aumentará, para que la potencia de frenos resultante sea la misma.

La presencia de un regulador de frenada abre la puerta tratar de controlar el bloqueo de los frenos, hay que recordar que el ABS fue prohibido por reglamento en los 90. Sin embargo son muchos los especialistas que especulan con que alguna escudería podría conseguir efectos similares “jugando” con la retención del MGK-U.

Más velocidad

El ERS supondrá un cambio radical en la entrega de potencia de los monoplazas lo que influirá radicalmente en su comportamiento. En los recientes test de Barheim ha sido especialmente llamativo que mientras los tiempos son casi 2 segundos más lentos por vuelta, la velocidad máxima en recta ha aumentado en 20 Km/h. La explicación es bastante sencilla, los monoplazas han aumentado su peso mínimo en 49 Kg, y la potencia es menor, por eso su tiempo es más alto. Sin embargo la entrega de potencia del ERS provoca que el motor alcance más pronto su régimen de revoluciones óptimo lo que le permite ganar más velocidad en el mismo espacio de tiempo, además de que las cajas de cambio contarán con 8 velocidades.

Uno de los principales problemas de los sistemas de propulsión eléctrico es mantenerlos a una temperatura constante, ya que su rendimiento merma mucho cuando aumenta la temperatura llegando incluso a ser peligroso. En temporadas anteriores era muy habitual que algunos monoplazas no pudiesen usar el KERS durante algunas vueltas por problemas de refrigeración. De hecho este invierno uno de los mayores quebraderos de cabeza ha sido la refrigeración del vano motor sin penalizar la aerodinámica. Todas las escuderías son conscientes de que sin ERS será imposible acabar una carrera dentro de los puntos.

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