Dentro de un año, una serie monoplaza completamente eléctrica está programada para volverse realidad. Puedes estar emocionados por esta noticia, o aborrecerla por el mismo principio que conlleva, pero una cosa es segura: tendrán una opinión. Autos de carreras alimentados por electricidad se están volviendo cada vez más prevalentes, desde el KERS usado en la F1 a las unidades híbridas de poder en autos sport, la Fórmula E es simplemente la siguiente parada lógica. Su agenda de 2014 consta de10 carreras basadas en ciudades centrales, poniendo autos idénticos de llantas descubiertas y hay bastantes cosas para intrigarse.
Las carreras durarán una hora, con los conductores realizando dos paradas forzosas para cambiar de auto. Estos se correrán en un modo ahorrador (133 kW) pero tendrán acceso, gracias a un sistema de aceleración de rebase, a un máximo de 200 kW. Estos 200 kW estarán disponibles durante las prácticas y calificaciones.
¿Pero qué hay de la tecnología? Qué hace que este auto funcione? Mostrado en el Salón del Automóvil de Frankfurt, el auto de Fórmula E –base de la primera serie completamente eléctrica– está retacada de innovación gracias a una plétora de expertos en ingeniería, con los gigantes de la F1, McLaren y Williams, encargándose de los fierros y Renault teniendo un acercamiento más holístico y general.
LA HISTORIA
Alejandro Agag es el jefe de la serie, pero el responsable de la maquinaria es Frederic Vasseur de ART Grand Prix, quien lidera la empresa Spark Racing Technology que produjo el SRT_01E. Vasseur, quien como Agag es dueño de equipo en GP2 (ART compite contra la escuadra Addax de Agag), se involucró con los autos de carreras eléctricos cuando construyó el prototipo monoplaza completamente eléctrico de Fórmula E para Eric Barbaroux y Pierre Gosselin, quienes siguen involucrados en la iniciativa. Fue hace 18 meses, en el GP de Bahrein 2012, cuando Vasseur y Agag comenzaron su nuevo plan. Mientras Agag ganaba los derechos comerciales de la FIA, Vasseur se encargaba de atraer a los socios técnicos necesarios para aterrizarlo.
“Desde mi punto de vista, un auto completamente eléctrico es probablemente el extremo cuando consideras el gran rango de todo lo atmosférico”, dice Vasseur. “Era importante para mi compañía estar involucrada en un proyecto tan vanguardista; creo que es el futuro de nuestro negocio. En términos técnicos, es realmente interesante. Hay tecnología nueva en casi cada parte del auto. Todo es completamente distinto, al punto que tuvimos que escribir nuestras propias reglas de seguridad. Tener tal acceso a tecnología eléctrica, para el futuro, es el camino correcto”.
De su experiencia en Formulec, Vasseur sabía que externalizar la provisión de tecnología era crucial para que el proyecto despegara. “No puedes construirlo todo tú mismo. Incluso en la F1, con sus grandes fábricas, tienen dificultades para hacer todos sus KERS, así que tienen varios proveedores para las partes. Los contactos que ya teníamos en ART significaron que podíamos sentarnos en la mesa junto a Renault F1, McLaren, Williams y Dallara. El reto era pedirles que trabajaran juntos en la misma dirección, ¡algo bastante difícil al principio! Todos tenemos nuestras distintas actividades de carrera, pero estoy completamente convencido que la forma en la que lo hemos hecho era la única posible. Hay varios socios de alto nivel y participaron muy limpiamente a la hora de poner sus recursos técnicos en la mesa. Una situación interesante, pero muy necesaria”.
EL CHASIS
Dallara, que diseñó el auto junto con Spark, producirá otros 42 chasises monoplaza, construidos de fibra de carbono y aluminio. Dos prototipos serán probados en la pista en diciembre, después que todas
las pruebas de choque de la FIA se hayan completado. Una vez terminado el riguroso programa de pruebas, los chasises y trenes motrices se pondrán en producción. La repartición a los equipos comenzará
en mayo. “El principal problema es la seguridad”, dice Vasseur. “Comparándolo a la F1 o la GP2, sus reglas son una evolución. Cuando tienes que construir
no solamente un auto nuevo, sino también tomar en cuenta los niveles de seguridad –como hacer la batería a prueba de llamas– hay que probar muchas partes nuevas por razones de seguridad y esa es una historia completamente distinta. El primer auto es como un libro abierto. Teníamos una muy buena colaboración con la FIA para escribir las regulaciones, y ahora tendremos que mostrarles los resultados. Era muy importante tener una colaboración tan buena para hacer que este proyecto se diera”.
EL TREN MOTRIZ
La Fórmula E acudió a McLaren Electronic Systems, proveedor de ECUs en F1, NASCAR e IndyCar, por su experiencia en este departamento. No solamente proveerá el “cerebro electrónico” de los autos, sino también el motor eléctrico y la caja de cambios. La planta de poder es en realidad mucho más pequeña que un motor de combustión interna, con un motor eléctrico que pesa apenas 26 kg, y su unidad de control auxiliar otros 16. La tecnología es simple: la corriente eléctrica activa imanes en el estator que hacen girar al rotor creando energía cinética.
“Lo duro está en los detalles, pero los motores eléctricos conceptuales son bastante simples”, dice el director de MES, Peter Van Manen. “La parte interesante para nosotros fue el requerimiento de un tren motriz ligero y compacto. Justamente habíamos desarrollado uno de esos para nuestro auto P1, así que hubo coincidencia cuando la Fórmula E vino a pedírnoslo. Teníamos el tren correcto para ellos”.
A diferencia de un KERS, donde una cantidad grande de poder es liberada durante un periodo de tiempo corto, la clave para usar el motor eléctrico de la Fórmula E será el enfriamiento. “Con el KERS hay bastante tiempo que no está en uso y puede enfriarse”, dice Van Manen. “Mientras que aquí, es otra magnitud de dificultad. La magia de un motor eléctrico, dadas tan altas densidades, es poder liberar el calor o todo se derretirá”.
Esto significará sistemas de enfriamiento por agua tanto para el motor principal como para su unidad de control, pero el requerimiento es menor que para un monoplaza de carreras normal, así que los radiadores también son menores.
“La intención es un ruido natural. Será más callado que un F1, pero más ruidoso que un auto de calle”
McLaren también es responsable de la transmisión, la cual tendrá más carga de lo normal debido al torque instantáneo que requieren los motores eléctricos. “La principal diferencia entre un motor eléctrico y uno de combustión interna es que todo sucede mucho más rápido” dice Van Manen. “Una de los aspectos emocionantes es que tienes torque instantáneo y frenado de motor igual de rápido…¡pero en términos de la transmisión, tienes que lidiar con el hecho de tener torque instantáneo y frenado de motor igual de rápido! La carga transitoria en la caja de velocidades debe ser manejable, y hemos pasado todo el verano en el dinamómetro para mostrar que funciona. Es una caja de velocidades razonablemente común, secuencial de cuatro velocidades. El motor eléctrico tiene una flecha de entrada, como esperarías de cualquier motor, aunque este es mucho más pequeño”.
El tren motriz es donde se producirá todo el ruido, así que la pregunta es: ¿A qué sonará? “La intención es producir un ruido natural”, dice Van Manen, “será menor al de un F1, pero mucho mayor al de un auto de calle, ya que el motor gira a velocidad muy alta. Solo lo he escuchado en el dinamómetro; ¡pienso que se oye bastante bien! Los motores eléctricos tienen un sonido característico, y podrás escuchar los cambios de velocidad, pero sospecho que, dado que el ruido ambiental es menor que en los autos de carrera comunes, también se oirán las llantas”.
LA FUENTE DE PODER
Para la electricidad que requiere el auto, el corazón latente del Fórmula E es la batería. Si esta se agota, no irás a ninguna parte. Williams Advanced Engineering ha diseñado y provisto las baterías y el su, sistema de control. Esto permitirá hasta 200kW de potencia (alrededor de 260 caballos) en un auto que pesa 800 kg, lo cual implica un rendimiento cercano al de un F3.
“Es una progresión natural para nosotros como compañía con un auto de F1 que ha desarrollado su propio KERS de manera independiente y también para Marussia, ir al siguiente nivel, que es obviamente vehículos puramente eléctricos”, dice el jefe de operaciones de WAE, Kirsty Andrew. “Trajimos nuestra mezcla de habilidades a este proyecto. Será una serie de alta tecnología, con locaciones emocionantes en todo el mundo. No es el límite de la tecnología, pero es una marca en la arena”.
El experto electrónico de WAE, Okan Tur, explica: “Es tecnología similar (al KERS de F1), pero no igual. Hay mucha más energía almacenada, lo que significa más poder”.
La batería pesará unos 200 kg, mucho más que un tanque de F1 lleno. Se ubica detrás del piloto, donde el tanque y el motor estarían en un auto de carreras normal. El jefe técnico de WAE, Paul Newsome, dice: “La batería otorga un elemento estructural en forma similar al bloque del motor en un F1”.
Un sistema de control de la batería mantiene el desempeño en cada auto y asegura equidad en la parrilla, pero controlar cuánto se use será uno de los nuevos retos para los pilotos. “La combinación de batería y motor eléctrico es muy distinta a un motor de combustión de alto desempeño”, añade Newsome. “Proveemos un torque tope desde cero y puede mantenerse en todo el rango de revoluciones del motor. La manejabilidad es completamente distinta… en teoría será más fácil, pero exigirá una capacidad distinta de parte del piloto”.
ARMONIZANDO EL PAQUETE
Aquí es donde Renault entra en juego, dada su larga historia de producción de vehículos eléctricos, asegurándose que todas las partes puedan desempeñarse a los niveles que la serie requiere. Son responsables de la integración de sistemas, optimización del desempeño y la seguridad eléctrica de la tren.
“La gran dificultad es encontrar
el balance correcto entre poder y duración”, dice el CEO de Renault Sport Technologies, Patrice Ratti. “Es sobre cómo distribuyes la energía entre
la batería y el motor, y dado que escogimos dos proveedores distintos, McLaren y Williams, hay un gran reto
en cómo armonizarlos, y es ahí donde la experiencia de Renault está involucrada”.
PLANES POST 2014
El plan de la Fórmula E para lo que siga después de dos años es moverse de su chasis único inicial a probar distintos chasises y variantes de tecnología. Con tantos jugadores potenciales en el mercado con ganas de mostrar sus bienes, este es el punto en que la categoría puede realmente hacerse un nombre propio y pasar a ser más que solamente una serie de carreras.
Newsome lo resume: “Es un elemento muy importante para el éxito de esta serie que se vuelva la arena de desarrollo tecnológico en el deporte motor para los sistemas eléctricos. Si se queda solamente con la tecnología de lanzamiento, habrá fracasado en esa meta. Su desarrollo es extremadamente importante, y nuestra expectativa es que habrá muchas mejoras tecnológicas en los años venideros en las áreas de almacenaje de energía, al ritmo rápido que sólo una serie de carreras competitiva puede hacerlo”.
Vasseur concluye: “El objetivo de
esta serie no es gastarse 10 millones de euros en el desarrollo aerodinámico del chasis. La filosofía es concentrarse en el motor eléctrico, y cuando se vuelva un campeonato abierto será interesante ver qué sucede con los nuevos proveedores”.
La Michelin alta: versátil y rápida
Michelin es el proveedor único de llantas para la Fórmula E, y su objetivo es capitalizar en la filosofía revolucionaria de esta. El gigante francés producirá llantas de una sola especificación, capaces de correr en condiciones tanto secas como de mojado, apoyado en su trabajo previo para el Mundial de Resistencia (WEC, incluyendo su ‘lisa’ intermedia) y las lecciones de robustez aprendidas del Mundial de Rallies (WRC). Con 18 pulgadas, la llanta es mucho mayor a lo usual para un monoplaza, y tiene dibujo. “Va completamente en línea con nuestra filosofía de encontrar relevancia en el deporte motor para probar nuestras ideas”, dice Pascal Couasnon, director deportivo de Michelin. “La combinación de dibujo y hule permitirá a esta llanta ser muy veloz en seco y segura cuando haya pista mojada. Los monoplazas existentes corren con 13 pulgadas y una pared lateral muy alta, lo cual hace que la mecánica de la llanta sea muy distinta a la de un auto de calle”.
La llanta también encaja con el objetivo de eficiencia de la serie, promete Couasnon: “Nuestras llantas tendrán un gran rango al tiempo que permiten al auto alcanzar grandes velocidades. Sabemos que algunas pistas serán muy retadoras para nosotros, pero las hemos simulado para darnos una idea de los compuestos a usar, para así poder optimizar el desempeño de nuestras llantas”.
