Para que un motor funcione necesitamos suministrarle aire y combustible. Bien, el sistema de alimentación del motor es el encargado de suministrar ese combustible al motor. Y tratare de explicar el diseño y funcionamiento de dicho sistema.
Comienzo por el principio, esto es el depósito de combustible. Aquí se almacena la gasolina que se usará más tarde para arrancar el motor y hacerlo funcionar. Se diseñan para soportar impactos y no romperse, y así no haya peligro de derramamiento de combustible. Para que cumpla con los altísimos estándares de seguridad exigidos por la FIA, el depósito se construye en Kevlar que se recubre de goma para hacerlo más flexible. El segundo reto en el diseño del depósito de combustible es debido a las fuerzas G en aceleración, frenada y giro en curva que sufre un F1. El problema es que cuando el coche se desplaza a elevadas velocidades y sufre altas G por maniobras bruscas, el combustible se mueve de un lado para otro sin control. La solución es compartimentar el depósito, es decir dividirlo con paredes y deflectores para que la gasolina no se mueva libremente de un lado para otro. ¿Por qué el combustible no debe moverse de un lado para otro sin control? Aparte de que controlamos la inercia de esa masa de combustible para que no nos desequilibre el monoplaza dinámicamente, la razón principal es que las bombas de gasolina no deben trabajar en vacío. Si esto sucede podemos interrumpir la alimentación al motor y dañar la propia bomba, así que hay que asegurarse de que las bombas de combustible pueden siempre succionar combustible. Los depósitos de combustible se diseñan de tal forma que el combustible se vacía de arriba hacía abajo, y hacía un compartimento trasero. ¿Por qué esto último? Pues porque la aceleración en un monoplaza, debido a las fuerzas de inercia, hace que el combustible se desplace hacia atrás, y como en un circuito de media siempre prevalece la aceleración frente a la frenada se decide seguir esta forma de diseño. Deciros también que en el diseño del depósito se utiliza el CFD o Dinámica de Fluidos Computacional. Los programas de ordenador ayudan a conocer el movimiento del combustible dentro del depósito, y así evitamos que el monoplaza se desequilibre en exceso y que las bombas trabajen en vacio. Como curiosidad, actualmente el depósito de combustible no tiene límite de capacidad, pero como deben acabar la carrera sin repostar se suelen usar depósitos de alrededor de 150/160 litros de capacidad (unos 200 kilos de combustible). El año que viene esa capacidad será limitada a sólo 100 kilos.
En segundo lugar hablaré de la bomba de combustible. No es única, sino que son varias pequeñas bombas eléctricas. Estas succionan el combustible desde las esquinas inferiores del depósito para que unas conducciones lo lleven a un colector adosado al motor, que es la entrada de combustible al motor. Ese colector lo habreis visto muchas veces, una pieza negra colocada delante del motor y que es de donde la FIA extrae el combustible para analizarlo. Esa pieza además tiene un límite de 3 litros de capacidad y es la responsable de que escuchemos, merced a los sensores que lleva, a veces al terminar la carrera mensajes de ingenieros de pista a los pilotos pidiendo que desconecten el coche para conservar una cantidad mínima en el colector. Esto sucede porque se gastó la totalidad de combustible del depósito. El combustible antes de ser bombeado es filtrado, ya que así se evita que las impurezas dañen las bombas.
En tercer lugar nos encontramos la bomba principal de combustible. Esta bomba toma el combustible del colector, el cúal está presurizado gracias al trabajo de las pequeñas bombas comentadas anteriormente, esto se hace así para que no pase nada de aire al circuito de alimentación. La bomba principal es la encargada de suministrar el combustible a los inyectores y normalmente a altas revoluciones trabaja con flujos de combustible de alrededor de 3,5 l/min. En realidad el papel de esta bomba es otorgarle mucha más presión al combustible, del orden de 95/100 bar de presión, necesarios para la inyección de combustible. La bomba, al contrario de lo que pueda parecer, es totalmente mecánica y comandada por las rpm, ya que está conectada directamente con el cigüeñal del motor y controlada por un sofisticado mecanismo. El año que viene trabajará con flujos más limitados, ya que el flujo máximo permitido será de sólo 100 Kg/h de combustible, lo que arroja unos 1,67 Kg/min de combustible o 2,23 L/min, muchísimo menor.
Y en cuarto lugar llegamos a los inyectores de combustible, que son unas piezas con forma de tobera y unos orificios muy pequeños al final para pulverizar el combustible. Los inyectores son controlados electrónicamente por una Unidad de Control o ECU y en la F1 esta unidad es estándar para todos, no así su calibración. Os explico también que una tobera no es más que un elemento usado para imprimir más velocidad a un flujo concreto de fluido, al contrario que el difusor que imprime más presión. Este combustible, al pasar por el inyector, se presuriza en una pequeña cámara antes de ser vaporizado. Así conseguimos una buena mezcla con el aire de entrada. Os recuerdo, por si alguien no lo sabe, que los motores actuales son de inyección indirecta, lo que implica que el combustible se mezcla con el aire fresco en el conducto de entrada al motor, no dentro de la cámara de combustión. El año que viene esto no será así, ya que la inyección será directa y se realizará de un modo más preciso.
Espero haber arrojado un poco de luz sobre un tema técnico bastante curioso y de vital impotancia en la Formula 1 actual, sobre todo ahora que no se puede repostar.