Sostenibilidad: del circuito a la carretera
Cuando uno piensa en un auto de carrera de Fórmula 1 con 1000 caballos de potencia, es probable que le vengan a la mente palabras como velocidad y competición. Pero otra palabra que hay que agregar ahora a esa lista podría ser sostenibilidad. De hecho, el motor híbrido actual de F1 ya es el más eficiente del mundo: entrega más potencia con menos combustible y, por lo tanto, produce menos emisiones de CO2 que cualquier otro vehículo. Varios componentes que reducen emisiones utilizados en los autos de carrera son trasladables a los autos de carretera, si no lo han sido ya.
¿Sabía que la fuerza g que experimenta un piloto de Fórmula 1 al tomar una curva en un circuito de carreras es similar a la que experimenta un astronauta del Apolo durante el reingreso a la Tierra? Es solo uno de los muchos ejemplos que muestran hasta qué punto los desafíos que deben resolver los ingenieros de la Fórmula 1 se parecen a los de los constructores de naves espaciales.
De modo similar a lo que ocurre en el sector aeroespacial, las tecnologías innovadoras nacidas de la creación de un vehículo que debe rendir bajo presiones extremas –en el caso de la F1, para ganar una fracción de segundo de ventaja– pueden inspirar e impactar en otros ámbitos e incluso beneficiar a la sociedad en su conjunto.
Esto ha sido una constante a lo largo de la historia de la Fórmula 1, tanto en lo relativo a la seguridad vial como a las prestaciones de los autos de pasajeros. Entre las innovaciones de la F1 que han llegado a los autos de carretera, están los sistemas de propulsión híbridos, la suspensión adaptativa, incluso los botones en el volante. Pero ¿se puede pretender lo mismo para las soluciones que reducen las emisiones de carbono?
El motor híbrido más eficiente
De hecho, el motor actual de F1 ya es el más eficiente del mundo: entrega más potencia con menos combustible y, por lo tanto, produce menos emisiones de CO2 que cualquier otro vehículo. Y Scuderia Ferrari, la escudería más exitosa de la historia de la F1, trabaja desde hace años para transferir tecnologías sostenibles del circuito a la carretera:
La sostenibilidad se ha convertido en otro parámetro, otro objetivo
Marco Civinelli, responsable de diseño mecánico y operativo de chasis en Scuderia Ferrari.
“Impulsados en el calor de la competición, desarrollamos tecnologías más sostenibles que pueden aplicarse en nuestros autos de carretera”, explica Laurent Mekies, director deportivo de Scuderia Ferrari. “La electrificación es un buen ejemplo”.
“Ya en 2009, empezamos a utilizar motores parcialmente eléctricos en la Fórmula 1”, continúa. “Poco después, Ferrari trasladó esa tecnología a sus autos de carretera, que instaló por primera vez en La Ferrari. Ahora comercializamos una gama de vehículos híbridos que consta de cuatro modelos, con más lanzamientos previstos en el futuro, por supuesto. Somos conscientes de nuestra responsabilidad y queremos catalizar el cambio a través de acciones mensurables.
“Después de presentar nuestro viaje hacia la neutralidad de carbono en 2030, pasamos de la intención a la acción y ya hemos implementado una serie de actividades clave y nos hemos comprometido a fijar objetivos con base científica, acordes con la meta de 1,5 °C”, afirma Mekies, refiriéndose al objetivo fijado en el Acuerdo de París para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y frenar el calentamiento global.
Cambio de mentalidad para ingenieros y diseñadores
Para él, la F1 es un “laboratorio de innovación” en el que una serie de soluciones técnicas desarrolladas para los circuitos ofrecen mucho potencial para aplicaciones en autos de carretera.
“El rendimiento y la confiabilidad siguen siendo dos objetivos clave”, explica Marco Civinelli, responsable de diseño mecánico y operativo de chasis en Scuderia Ferrari. “Supone un cambio de mentalidad para ingenieros y diseñadores; la sostenibilidad se ha convertido en otro parámetro, otro objetivo. Para alcanzar este objetivo, debemos diseñar componentes más ligeros y más eficientes que la solución actual”.
Reducir el peso de un auto de carrera –sin dejar de cumplir la estricta normativa de la Fórmula 1 (en 2023, un auto de carrera no puede pesar menos de 789 kilogramos)– puede mejorar el rendimiento al tiempo que disminuye el consumo de combustible.
Ferrari y SKF, socios desde el primer momento
SKF ha sido socio técnico de Scuderia Ferrari desde su fundación. Cada monoplaza de 1000 caballos, que puede alcanzar velocidades máximas de unos 370 kilómetros por hora, lleva unos 300 rodamientos completamente personalizados de SKF. Hay rodamientos SKF en la caja de engranajes, la suspensión, el tren de potencia y las ruedas.
SKF colabora estrechamente con el equipo de Scuderia Ferrari para crear nuevas soluciones más ligeras y más eficientes. “Una posibilidad es diseñar componentes que ayuden a reducir la fricción”, explica Andrea Rifici, gerente de cuentas clave en la Unidad de Competición de SKF. “Por ejemplo, suministramos rodamientos híbridos, es decir, rodamientos con bolas de cerámica o rodillos de cerámica, y ahora hemos desarrollado agujas de cerámica”.
SKF es el único fabricante que usa agujas de cerámica en lugar de acero en la caja de engranajes de los monoplazas. Y según el propio banco de pruebas de Scuderia Ferrari, las agujas de cerámica pueden aumentar la potencia del motor, a la vez que reducen la fricción en casi un 70 %. El uso de materiales cerámicos y compuestos, lubricantes a base de agua y la optimización de la geometría interna de los rodamientos son otras innovaciones de SKF diseñadas para mejorar la eficiencia.
Rodamientos cerámicos híbridos en los automóviles eléctricos
El sector automovilístico en su conjunto está experimentando cambios importantes, impulsados por una mayor conciencia medioambiental y por las normas estrictas sobre emisiones. Fabricantes de automóviles de todo el mundo están intentando, por todos los medios, reducir el peso y las emisiones de sus vehículos. Hay mucho que se puede hacer a nivel de componentes individuales. Los rodamientos cerámicos híbridos ya se utilizan en varios modelos de automóviles eléctricos y, ante la previsión de que los vehículos enchufables representen el 23 % de las ventas mundiales de automóviles nuevos en 2025 (frente a casi un 10 % en 2021), hay mucho potencial para reducir las emisiones de carbono.
“Los esfuerzos de Scuderia Ferrari por reducir las emisiones implican grandes desafíos, pero no lo podemos hacer solos”, admite Mekies. “Es fundamental trabajar con socios que tengan la misma mentalidad y las mismas ambiciones en lo que respecta a reducción de emisiones de carbono”.
Corrobora Andrea Rifici: “nos brinda una gran oportunidad para probar las soluciones más innovadoras y aprender de este campo. Después, trasladamos estos conocimientos a los demás sectores, donde seguimos desarrollándolos. Algunos rodamientos que lleva el auto [de Fórmula 1] se utilizan incluso en los aviones. Creemos que nuestra colaboración con la Fórmula 1 a lo largo de todos estos años es una gran oportunidad para acelerar el camino hacia la sostenibilidad”.
CUATRO RODAMIENTOS QUE AGUANTAN LA PRESIÓN
Los autos de carrera han recorrido un largo camino desde los primeros clásicos, con su soporte central del cigüeñal con rodamientos de rodillos, hasta los ingeniosos modelos actuales que compiten en los Grand Prix. Aquí mencionamos cuatro rodamientos que no defraudarán en un circuito del siglo XXI.
Unidades de rodamientos para cubos de rueda (rueda)
Estos rodamientos realizan la misma función que en los autos de serie, pero están expuestos a condiciones más extremas en el circuito. Por ejemplo, su capacidad de carga debe ser mayor con las mismas dimensiones. SKF ofrece una amplia gama de diseños específicos, que incluyen la capacidad de soportar fuerzas de viraje elevadas. Deben poseer una mayor capacidad de carga y más rigidez a la inclinación, ya que debe mantenerse el rendimiento de los frenos y los neumáticos incluso con cargas laterales elevadas.
Rodamientos de agujas (motor)
Estos rodamientos tienen rodillos cilíndricos de diámetro pequeño. A pesar de su escasa sección transversal, tienen una gran capacidad de carga, lo que los hace indicados para disposiciones de rodamientos con un espacio radial limitado.
Rodamiento de elementos rodantes (suspensión)
Si un conjunto exige una gran precisión o va a experimentar altos niveles de fricción, las rótulas pueden sustituirse con rodamientos de elementos rodantes. Los diseños basados en rodamientos de una hilera de bolas tienen diversas versiones: con sello, con placa de protección o abierto, completamente lleno (sin jaula) o con elementos rodantes separados por jaula.
Rodamiento de bolas de con cuatro puntos de contacto angular (transmisión)
Los rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto angular son un tipo de rodamiento de una hilera de bolas de contacto angular. Los cuatro puntos de contacto ayudan a soportar cargas radiales y axiales en ambos sentidos.
El aro interior de este rodamiento está partido, lo que permite alojar más bolas y aumenta la capacidad de carga.
Otra ventaja de los rodamientos de bolas con cuatro puntos de contacto angular es que requieren menos espacio que un rodamiento de dos hileras de bolas de contacto angular o una pareja de rodamientos de una hilera de bolas de contacto angular.
