(Literatura Digital)
Los autos de
Fórmula 1 son verdaderas joyas tecnológicas. No solo son rápidos, también son
eficientes. Aprovechan la energía del combustible y la energía que normalmente
se pierde al frenar. En esta nota cuenta, paso a paso, cómo logran esta hazaña.
1. La energía del combustible: el motor de combustión
interna
Aunque los
autos de F1 son híbridos, su principal fuente de energía sigue siendo la
combustión de un combustible muy refinado, similar a la nafta, pero con una
formulación especial.
¿Cómo funciona el motor?
El motor actual
de F1 es un V6 turbohíbrido de 1.6 litros, que puede llegar hasta las
15.000 revoluciones por minuto (RPM). A
continuación, sus cuatro etapas principales:
- Admisión: Entra
aire al motor. Este aire viene comprimido por un turbocompresor, lo
que mejora la eficiencia.
- Compresión: El pistón
sube y comprime la mezcla de aire y combustible.
- Combustión/Expansión: Una
chispa enciende la mezcla. La explosión empuja el pistón hacia abajo y
genera energía mecánica.
- Escape: Se
expulsan los gases quemados.
¿Cómo se mejora la eficiencia?
La F1 invierte
millones en investigación para hacer que el motor sea cada vez más eficiente. Algunas estrategias incluyen:
- Aumentar
la relación de compresión.
- Optimizar
el diseño de la cámara de combustión.
- Usar inyección
directa, que permite controlar con precisión cuándo y cuánto
combustible se inyecta.
- Usar turbocompresores,
que aprovechan los gases de escape para comprimir más aire y generar más
potencia.
2. La energía eléctrica: el sistema híbrido (ERS)
Aquí es donde
la F1 realmente se diferencia de otros autos. El ERS (Energy Recovery
System) recupera energía que normalmente se pierde, por ejemplo, al frenar
o en el calor de los gases de escape.
Cómo se
transforma la energía cinética (la del movimiento) en energía
eléctrica:
¿Qué es la energía cinética?
Es la energía
que tiene un objeto por estar en movimiento. Cuanto más rápido se mueve un
auto, más energía cinética tiene.
¿Y cómo se transforma esa energía en electricidad?
Este proceso se
llama recuperación de energía y ocurre principalmente cuando el auto frena.
En los autos de F1, lo hace una parte del sistema híbrido llamada MGU-K
(Unidad de Motor-Generador Cinético). Secuencia:
🔧 Paso 1: El auto está en movimiento
Cuando el auto
va rápido, tiene mucha energía cinética acumulada gracias a su velocidad.
🛑 Paso 2: El piloto pisa el freno
Normalmente, al
frenar, esa energía se pierde en forma de calor (por fricción en los
frenos). Pero en un auto de F1, parte de esa energía se rescata.
⚙️ Paso 3: El MGU-K entra en acción
El MGU-K
funciona como un generador eléctrico:
- Está
conectado al cigüeñal del motor (el eje que gira con el movimiento del
auto).
- Cuando el
auto frena, esa rotación se convierte en electricidad, como una bicicleta
con dínamo: al girar las ruedas, el dínamo genera luz.
- Lo mismo
ocurre aquí, pero en vez de luz, se genera electricidad.
🔋 Paso 4: Se guarda la electricidad
La electricidad
generada se almacena en una batería especial llamada Energy Store
(ES). Es como si cargaras una batería con la energía que ibas a perder al
frenar.
🚀 Paso 5: Esa electricidad se vuelve a
usar
Más adelante,
el piloto puede usar esa energía para:
- Acelerar más fuerte.
- Adelantar a otro auto.
- Ahorrar combustible.
En este caso,
el MGU-K funciona como motor eléctrico, usando la electricidad para
ayudar al motor principal.
¿Por qué es tan útil?
- Ahorra
energía que de
otro modo se perdería.
- Mejora el
rendimiento del auto sin usar más combustible.
- Hace al
auto más eficiente y ecológico.
LAS PARTES DEL ERS
a. MGU-K (Unidad de recuperación cinética)
- Durante el
frenado, esta unidad actúa como generador. Convierte la energía del
movimiento en electricidad.
- Esa
electricidad se almacena en una batería especial.
- Luego,
durante la aceleración, esta energía puede ser reutilizada para dar un
"empujón" extra al auto. Se
puede usar hasta 4 megajulios por vuelta.
b. MGU-H (Unidad de recuperación del calor)
- Aprovecha
la energía de los gases calientes que salen del motor.
- Está
conectada al turbocompresor, y genera electricidad cuando esta gira.
- Puede usar
esa energía para evitar el turbo lag (el retraso en la respuesta
del turbo) o enviarla directamente a la MGU-K o a la batería.
c. ES (Energy Store – Almacenamiento de energía)
- Es una
batería muy potente, diseñada para cargarse y descargarse rápidamente.
- Guarda
toda la energía que recuperan la MGU-K y la MGU-H.
- Su uso
estratégico puede marcar la diferencia en una carrera: se usa para
adelantar, defender una posición o ahorrar combustible.
d. ECU (Unidad de Control Electrónico)
- Esta es la
"mente" del sistema
ERS.
- Decide cuándo
y cuánta energía recuperar o liberar, según la estrategia de carrera y las
condiciones de la pista.
¿Y cómo trabajan juntas estas fuentes de energía?
El verdadero
secreto del rendimiento de un F1 está en la sinergia entre el motor de
combustión y el sistema eléctrico:
- La energía
del motor proporciona la base.
- La energía
eléctrica da el empujón justo cuando se necesita.
- Juntas,
pueden superar los 1000 caballos de fuerza.
- Todo esto,
usando una cantidad limitada de combustible por carrera.
En resumen
Los autos de
Fórmula 1 no solo corren rápido, piensan rápido. Su sistema de gestión
energética es una obra de arte de la ingeniería. Aprovechan cada gota de
combustible y cada segundo de frenado para seguir siendo los más rápidos del
planeta.
La
verdadera magia de los autos de F1 modernos reside en la sinergia entre
estas dos fuentes de energía. El motor de combustión interna proporciona la
potencia base, mientras que el ERS actúa como un "potenciador"
inteligente, recuperando energía que de otro modo se perdería y utilizándola
estratégicamente para mejorar el rendimiento
1 comentario:
Excelente aporte! Gracias!!
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