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Funcionamiento de los frenos de los F1
Para comenzar, hemos de saber que la única manera legal de refrigerar los discos de freno en un F1, es usando el flujo de aire limpio como elemento enfriador y refrigerador. Para explicar este sistema de refrigeración, empezaremos por el principio.
Todos sabemos, que a pesar de que la fibra de carbono puede soportar altas temperaturas, la refrigeración es fundamental para garantizar que los frenos sigan desempeñando su función a lo largo de las últimas vueltas de una carrera. Para que esto ocurra, el objetivo principal de todo ingeniero, es intentar que la temperatura de estos se mantenga alrededor de los 650ºC, ya que esta es la temperatura idónea, a la cual funcionan perfectamente este tipo de frenos.
Temperatura idónea de los frenos en F1
Para lograr esto, los discos de freno de un formula 1 presentan una serie de conductos, para facilitar la entrada de aire en el interior de la rueda proporcionando un flujo de aire constante en el sistema de frenos, que logre refrigerar los mismos.
Partes de un disco de freno de F1 (en inglés)
Algunos, si no, la mayoría de los equipos de hoy en día diseñan sus conductos de los frenos (3) divididos en dos partes separadas. Una, la más pequeña, es una entrada de aire que proporciona la refrigeración en la zapata (2).
Frenos de F1
La segunda y más grande dirige una corriente de aire hacia el centro del disco. A partir de ahí, las moléculas de aire fluyen a través de perforaciones de refrigeración del disco de freno (2) en la parte exterior del disco desde donde puede fluir a través de los radios de la rueda y salir de esta.
Vista lateral del recorrido del flujo por el interior del neumático (en rojo) y del recorrido del flujo por la parte superior del neumático (en verde)
Vista trasera del recorrido del flujo por el interior del neumático (en rojo) y del recorrido del flujo por la parte superior del neumático (en amarillo)
Para facilitar aún más este proceso de refrigeración, muchos equipos han ideado diferentes soluciones.
1º A día de hoy, todos los equipos incorporan, en la parte interior de sus ruedas delanteras, una serie de tomas de aire en forma de “L” (una en cada rueda). El objetivo de estas, es recoger el flujo de aire limpio, y enviarlo al centro de la rueda, donde se encuentra el disco de freno, para refrigerar a este, todo y sacando por el otro lado de la rueda este flujo. En la foto de arriba (3)
Conductos en forma de "L", situados en la parte interior de la ruedas delanteras, para refrigerar los frenos.
Conductos diseñados por Toyota la pasada temporada
2º Ferrari. en 2001, presentó unos ventiladores de refrigeración pasivos que giraban alrededor de la rueda y a su misma velocidad. Estos actuaban como una especie de turbo gas para la refrigeración de los frenos, accionados por el giro del neumático. Por tanto a altas velocidades, el motor se encontraba succionando aire en el sistema, con lo que en gran medida mejoraba la capacidad de refrigeración y permitía que el conducto de frenos fuera más pequeño. El resultado de esto, era una reducción considerable de arrastre por el conducto de frenos, es decir, el se reducía la resistencia aerodinámica de los mismos.
3º En 2006, Ferrari, presentó los ya famosos tapacubos, prohibidos en la presente temporada.
Tapacubos delanteros
El objetivo principal con el que nacieron era obtener una mayor y mejor refrigeración de los frenos, aunque pronto se dieron cuenta de que las mejoras eran tanto de refrigeración, como de aerodinámica.
Esto se debe a que en un coche sin tapacubos, al ir avanzando, se generan 3 zonas de aire: una zona de aire limpio (por el exterior de la rueda), otra de aire bastante revuelto o sucio (justo detrás de la rueda) , y otra de aire revuelto, pero no tanto (entre el chasis del F1 y la rueda, es decir por lo brazos de la suspensión).
Pues bien, el verdadero funcionamiento de los tapacubos, consiste en que estos tienen una abertura en la parte trasera de la rueda, de modo que el aire entra en diagonal (desde el interior del coche), refrigera los frenos, y sale hacia el exterior de la rueda.
Al salir hacia afuera, crea una zona de menor presión en el exterior de la rueda, que tiende a absorber el aire turbulento que va dejando la rueda, de modo que el aire que llega a la parte posterior del coche es el aire menos revuelto que viene tras pasar por la suspensión, y así, aparte de mejorar la refrigeración de los frenos, también mejora la aerodinámica del coche.
Vista lateral del recorrido del flujo por el interior del neumático
Vista frontal del recorrido del flujo por el interior del neumático
Por tanto, la única manera de refrigerar los discos de freno en F1, es la de utilizar el flujo de aire. Para realizar este procedimiento, se necesita como hemos dicho que el aire dé por la parte frontal al coche, y sea en un momento en el que los frenos no estén siendo utilizados. Por ello, este lugar idóneo para refrigerarlos son, sin duda alguna, las rectas. Por eso, en los circuitos con largas rectas, no existe problema alguno de refrigeración con estos, pero por el contrario en circuitos en donde haya pocas rectas y se usen mucho los frenos, existen bastantes problemas con la temperatura de estos, ya que no hay casi tiempo para refrigerarlos.
Espero que haya gustado el post!! Saludos
