Fórmula 1 vs. Le Mans: Comparación de los sistemas de frenos Brembo y las prestaciones de frenado

07/06/2018

 Brembo compara los sistemas de frenos, y las prestaciones de frenado, suministrados a los equipos de estas dos carreras.

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La Fórmula 1 y las 24 Horas de Le Mans son, desde hace medio siglo, las carreras más importantes del mundo para los prototipos de 4 ruedas: con las grandes inversiones que han realizado los fabricantes en estos últimos años, estos monoplazas montan unos motores híbridos que alcanzan una potencia de mil caballos.

 

Los Fórmula 1 consiguen estos resultados gracias a las unidades de potencia compuestas por 6 elementos diferentes: el motor de combustión interna con 6 cilindros, 1,6 litros y un máximo de 15.000 rpm; el turbocompresor; el MGU-H (Motor Generator Unit – Heat); el MGU-K (Motor Generator Unit – Kynetic); la electrónica de control; la batería.

 

Por otra parte, en las 24 Horas de Le Mans, los Fabricantes tienen amplia libertad de elección a la hora de realizar las unidades de potencia: algunos apuestan por un motor bi-turbo de 2,4 litros con recuperación de energía cinética y otros por un simple motor atmosférico de 4,5 litros (el reglamento establece un límite máximo de 5,5 litros).

 

En la Fórmula 1 las deceleraciones son muy intensas, con valores que suelen superar los 5g (en Monza llegan a 6,7g), mientras que en las 24 Horas de Le Mans la intensidad de frenado no supera los 3,5g. Esto se debe a la diferencia de la masa de los dos prototipos. Un monoplaza de Fórmula 1 tiene un peso mínimo de 733 kg con el piloto a bordo, mientras que un coche de carreras LMP1 en Le Mans tiene un peso mínimo de 875 kg, más 3 kg que pesa el equipo de las cámaras o la fuente de alimentación de repuesto. Aunque, los LMP1 no híbridos pueden pesar 45 kg menos, reduciendo el peso a 833 kg. ​

          

 
 

​La 24 Horas de Le Mans en la mesa, en 9 platos​ 

La 24 Horas de Le Mans es una de las pocas carreras en todo el mundo donde también la comida tiene un papel importante en el curso de la competición.​​ Se corre durante 24 horas seguidas y por lo tanto todos los protagonistas, pilotos, mecánicos, periodistas, público y hasta los ingenieros de Brembo, tarde o temprano se sientan a la mesa para comer en el curso de las 24 horas. ​​​​

DE 100 MINUTOS A 24 HORAS HAY UNA GRAN DIFERENCIA​


Mientras que en la Fórmula 1 la carrera suele durar 100 minutos, y nunca supera las 2 horas, la carrera de las 24 Horas de Le Mans dura un día entero. En este sentido, la comparación entre dos circuitos parecidos en términos de longitud, curvas, situación geográfica y clima es bastante ilustrativa: durante el GP de Bélgica en Spa, los coches de Fórmula 1 afrontan unas 350 frenadas, mientras que en las 24 Horas de Le Mans el número total de frenadas de un LMP1 puede superar las 4.000. Un verdadero desafío para Brembo, que cuenta con veinte años de experiencia y desarrollando soluciones específicas para las carreras de resistencia.

 

El único elemento común entre los coches que compiten en estas carreras es el carbono con el que se fabrican los discos. Sin embargo, como se puede ver en la siguiente tabla, las características de los discos son muy diferentes: ​

 

Fórmula1 ​24 horas de Le Mans​
​Espesor de los discos​​hasta 32 mm​30-32 mm
Diámetro de los discos delanteros​​278 mmhasta 380 mm​
Diámetro de los discos traseros​260 - 272 mmhasta 355 mm​
Número de orificios de ventilación ​​Más de 1400​Entre 36 y 430​
Rango de funcionamiento ​350-1000 grados​Entre 36 y 430​
Consumo por evento​​Menos de 1 mm ​3-4 mm para el disco y 8-10 mm para la pastilla​​​
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La diferencia de diámetro de los discos se debe, sin embargo, a la medida de las llantas de los respectivos campeonatos: actualmente, en la Fórmula 1 están permitidas las llantas de 13 pulgadas, mientras que en las 24 Horas de Le Mans se utilizan las de 18 pulgadas.

 

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Formula 1 2008 vs Formula 1 2018​​​

​EN LA FÓRMULA 1, LAS DISTANCIAS DE FRENADO SE HAN REDUCIDO EN UN 22% Y LA DECELERACIÓN HA AUMENTADO EN UN 12% EN LOS ÚLTIMOS 10 AÑOS

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LOS DOS EXTREMOS DE LA VENTILACIÓN​


En la Fórmula 1, la ventilación es un elemento crucial para evitar el sobrecalentamiento de los sistemas. Dependiendo de las temperaturas previstas durante un Gran Premio y de la estrategia específica de carrera, cada piloto podrá elegir entre 3 soluciones diferentes de discos Brembo: con 900 orificios, 1.200 orificios o 1.400 orificios.

 

Los equipos pueden contar con un diseño de refrigeración personalizado, indispensable para mejorar la disipación de calor: la temperatura de los discos en F1 puede alcanzar picos de 1.000°C durante la frenada.

 

La ventilación de los LMP1 no es tan extrema porque en las 24 Horas de Le Mans los equipos tienen el problema opuesto a la Fórmula 1: más que enfriar los sistemas, deben evitar que la temperatura, sobre todo de noche o en régimen de neutralización, descienda demasiado. Esto explica el uso de una serie de orificios de ventilación que en la Fórmula 1 se utilizaban hace años.

 

En Le Mans, es necesario evitar que la temperatura de los discos de carbono descienda por debajo de los 350°C, generando así la llamada "vitrificación" (glazing) del material de fricción, lo que se traduce en una reducción de la eficacia de frenado y un desgaste prematuro del disco. Brembo, para evitar este peligro, utiliza un material de fricción para discos y pastillas con una conductividad térmica más eficaz.

 

 
 

Os explico como Brembo ha revolucionado los frenos para las 24 Horas de Le Mans​
Desde el carbono hasta las pinzas de aluminio/litio, las fijaciones “spline” y las miniaturizaciones: también los frenos han contribuido en ir más rápido​​
Además de cuarenta años de experiencia en Fórmula 1, Brembo también tiene una larga tradición en las competiciones de Endurance, entre ellas la principal, las 24 Horas de Le Mans: una tradición de éxitos, como demuestran las 25 victorias absolutas conquistadas por coches con frenos Brembo en las 28 últimas ediciones.

CONSUMOS DIFERENTES, CONTROLES ADICIONALES​


Al igual que en la Fórmula 1, los LMP1 de las 24 Horas de Le Mans también utilizan pastillas de carbono Brembo: obviamente, tienen un mayor espesor para garantizar su plena funcionalidad durante las 24 horas.

 

En la Fórmula 1, el consumo de pastillas y discos durante la carrera es inferior a un milímetro, mientras que los prototipos de Le Mans tienen un consumo de 3 a 4 mm en el disco y de 8 a 10 mm en la pastilla. ​

 
 

Para controlar el consumo, los monoplazas de Fórmula 1 están equipados con sensores que permiten a los ingenieros de los boxes saber en todo momento la temperatura de los discos y pinzas y, en algunos casos, el avance de los pistones: de esta manera pueden calcular el desgaste del disco y de la pastilla. De esta manera, se puede actuar reactivamente en diversas condiciones de uso, enviando comunicaciones en tiempo real al piloto para modificar el equilibrio de los frenos y la gestión de la recuperación de energía durante el frenado del coche.

 

Sin embargo, los discos que suministra Brembo a los equipos de Le Mans, además de llevar los sensores, también disponen de una serie de ranuras de diferentes profundidades que permiten evaluar rápidamente su estado mientras que los coches paran en boxes para repostar y cambiar de piloto. Cuando una de estas ranuras ya no está visible, significa que el desgaste del disco ha superado la profundidad de la ranura. Como es evidente, cuando desaparece la última ranura hay que cambiar el disco porque ya no ofrece las mismas prestaciones iniciales. ​​

 

​COMPARACIÓN DE LAS PRESTACIONES DE FRENADO​


No compitiendo en el mismo circuito, puede parecer imposible comparar las prestaciones de frenado de estas dos categorías. Para evitar este problema hemos decidido tener en cuenta las frenadas más difíciles de las 2 carreras, calculando para cada una de ellas las deceleraciones medias en relación con el tiempo y la distancia de frenado.

 

Obviamente, los Fórmula 1 y los LMP1 son coches muy diferentes en general y las diferencias de comportamiento en la frenada no pueden y no deben atribuirse exclusivamente a los frenos. Las diferentes configuraciones de los coches, las diferentes cargas aerodinámicas y, sobre todo, los diferentes tamaños y compuestos de los neumáticos desempeñan un papel igualmente importante a la hora de determinar las prestaciones de frenado.

 

Esta comparación, a pesar de todas sus limitaciones, ha arrojado resultados bastante interesantes. ​

 
 

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LMP1: FRENADA MÁS LARGA, CASI 20 METROS POR SEGUNDO​


Alla Chicane 1 di Le Mans (curva numero 5 del tracciato) le LMP1 arrivano a 335 km/h e frenano per 3,21 secondi durante i quali percorrono 195 metri.

In tal modo la loro velocità scende a 110 km/h, il massimo possibile per affrontare questa chicane senza uscire di strada.

En la Chicane 1 de Le Mans (curva número 5 de la pista), los LMP1 alcanzan 335 km/h y frenan durante 3,21 segundos, durante los cuales recorren 195 metros. De esta manera su velocidad desciende a 110 km/h, lo máximo posible para afrontar esta chicane sin salirse de la pista. Para lograrlo los pilotos aplican una fuerza de 100 kg sobre el pedal del freno y están sujetos a una desaceleración de 3,5 g.

 

Al entrar en la Parabolica de Monza (la última curva del circuito italiano de GP), los coches de Fórmula 1 van a 314 km/h y en sólo 1,22 segundos (durante los cuales recorren sólo 72 metros) reducen su velocidad a 205 km/h. Se requiere un esfuerzo impresionante por parte de los pilotos: 6,7 g de desaceleración y una carga en el pedal del freno ligeramente superior a los 200 kg.

 

Esto significa que un Fórmula 1 puede reducir la velocidad en 90 km/h (314-205)/1,22) en sólo un segundo, mientras que los LMP1 sólo disminuyen su velocidad en 70 km/h ((335-110)/3,21) por segundo. ​

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Imaginamos que estas serán algunas de vuestras objeciones: en Monza, para alcanzar altos picos de velocidad, los coches utilizan una configuración muy ligera, lo que favorece el aumento de estos valores. No estáis del todo equivocados, pero incluso circuitos con trazados tortuosos como el de Singapur y Mónaco confirman el increíble poder de frenada de la Fórmula 1.

 

En Singapur, en la primera curva del Marina Bay Street Circuit, los coches de Fórmula 1 frenan durante 1,98 segundos para pasar de 295 km/h a 135 km/h: así que, en un segundo, pierden más de 81 km/h. En la primera curva después del túnel (número 10) del GP de Mónaco, los coches pasan de 286 km/h a 94 km/h en 2,03 segundos: es decir, en un segundo tienen una deceleración de 95 km/h. ​

 

LOS FÓRMULA 1 SON MÁS EFICACES EN FRENADA, CASI 0,5 KM/H POR CADA METRO DE FRENADA​


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​Volviendo a los datos de las 24 Horas de Le Mans y del GP de Italia, incluso el número de km/h perdidos en un solo metro de frenada confirma la superioridad de la potencia de frenado en la Fórmula 1: en la Chicane 1 del circuito de la Sarthe, cada metro de frenada corresponde a una reducción de velocidad de 1,15 km/h, mientras que en la Variante del Rettifilo, cada metro de frenada comporta una reducción de velocidad de 1,7 km/h.

 

La diferencia puede parecer pequeña, pero si se expresa de otra manera es impresionante: en 72 metros de frenada, un coche de Fórmula 1 pierde más de 105 km/h de velocidad, mientras que en la misma distancia los prototipos LMP1 reducen su velocidad en unos 70 km/h. Sin embargo, en las dos Variantes de Monza (Rettifilo y Roggia), los 72 metros de frenada garantizan una reducción de la velocidad de 122 y 118 km/h.

 

Incluso las pruebas realizadas en las pistas de Singapur y Mónaco demuestran la misma diferencia en las prestaciones de frenado: en la primera curva del Marina Bay Street Circuit, los coches de Fórmula 1 frenan en sólo 81 metros y en la primera curva, después del túnel del GP de Mónaco, en 115 metros. En el primer caso, 72 metros de frenada aseguran una deceleración de 115 km/h, en el segundo, esa misma distancia permite reducir 121 km/h. ​​

 

En conclusión, en un hipotético desafío de frenos entre los F1 y los LMP1, los coches de Fórmula 1 tendrían mucha más ventaja durante los primeros 300/500 km de la carrera. Sin embargo, como es fácil de imaginar, los coches de F1 se encontrarían con los frenos gastados en tan solo una octava parte de la carrera de 24 horas. ​​

 
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