En un mercado que se está decantando por el vehículo eléctrico, el mundial de Fórmula 1 no queda al margen y desde 2009 se busca la máxima eficiencia de los monoplazas con sistemas híbridos. Estamos frente a los primeros Fórmula 1 híbridos.

La F1 siempre ha nutrido tecnológicamente a los vehículos de calle (Autor: Albert San Andrés)

La Fórmula 1 siempre ha sido el banco de pruebas de los avances tecnológicos que posteriormente se implantan en los vehículos de calle. Desde los primeros neumáticos radiales y la mejora de los compuestos a los sistemas de suspensión electrónica, pasando por los cambios semiautomáticos con levas o los sistemas de frenado carbono-cerámicos, todo se ha probado anteriormente en competición para ser desarrollado después en los vehículos de uso cotidiano.

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La última de las evoluciones ha sido el ERS (Energy Recovering System), el sistema de recuperación de energía que aprovecha los gases de combustión y el calor generado por los frenos del monoplaza. El ERS proporciona una potencia adicional de 160 CV durante aproximadamente 33 segundos por vuelta, durante los que el piloto consigue una mayor eficiencia para ganar segundos.

Derivado del KERS (Kinect Energy Recovering System), aparecido en 2009 (que daba 80 CV extra durante seis segundos con el calor de los frenos mediante una batería), los ingenieros de la F1 evolucionaron hasta el sistema actual, que duplica la potencia y la capacidad temporal.

Un HAAS los test days del Circuit de Barcelona-Catalunya (Autor: Albert San Andrés)

¿Cómo funciona el ERS?

El sistema ERS está compuesto por dos motores-generadores llamados MGU (Motor Generator Unit), por el SE (Energy Store) que es una batería de almacenamiento, y por la Power Unit Control, la centralita electrónica encargada de gestionar la transferencia entre la batería, los motores-generadores y el resto del vehículo.

Durante la carrera, los pilotos pueden controlar la energía que se libera por el ERS mediante los botones del volante, con los que pueden ajustar haciendo la unidad de potencia como sea necesario. Los dos motores-generadores tienen la función de convertir la energía mecánica en eléctrica y viceversa. Cuando el MGU funciona como motor, convierte la energía eléctrica en mecánica y cuando lo hace como generador la transforma de mecánica a eléctrica. Estamos, pues, ante los Fórmula 1 híbridos.

Esta pieza se divide en dos partes: el MGU-K (Motor Generator Unit-Kinect), que actúa sobre el eje del cigüeñal y es donde está situada la energía cinética durante el frenado para convertirla en electricidad, ayudando a disminuir el calentamiento de los frenos en el momento de máximo uso y actuando como unidad de propulsión en los momentos de aceleración, otorgando los 160 CV durante 33 segundos por vuelta. Esta energía de recuperación es limitada. Este funcionamiento es bastante similar al antiguo KERS, pero incorpora un elemento más que es el Brake by Wire.

MGU-K de Magneti Marelli (Autor: Magneti Marelli)

Este sistema conecta el pedal de freno electrónicamente con los frenos traseros, limitando la carga de las baterías y haciendo que el ERS deje de generar energía. El piloto pierde la sensibilidad en la frenada –no existe conexión mecánica–, con lo que se ve obligado a usar la intuición para saber cómo y cuándo frenar.

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El MGU-H (Motor Generator Unit-Heat), conectado al compresor del turbo, convierte la energía térmica de los gases de escape en energía eléctrica. Esta energía alimenta la MGU-K o se acumula en el Energy Store para un uso posterior, siendo esta ilimitada. La función de la MGU-H se podría resumir en que es una especie de turbo híbrido, ya que ayuda a girar el compresor eléctricamente, reduciendo el lag y comprimiendo el aire de admisión del motor. Cuando el piloto deja de acelerar o frena, el MGU-H funciona como un generador eléctrico, acumulando la energía al SE. Este sistema es controlado por la unidad de control electrónico, que se encarga del funcionamiento en modo eléctrico o de motor según las necesidades de carga de las baterías o del motor térmico. Estamos hablando, pues, de un sistema que hace de los Fórmula 1 híbridos.

MGU-H de Magneti Marelli (Autor: Magneti Marelli)

El Energy Store es donde se almacena la energía recuperada para ser enviada a la MGU-K. Estas son las baterías donde va a parar la energía generada, que no puede superar nunca los 4 MJ por vuelta por normativa FIA.

La Power Unit Control es la gestión electrónica encargada de distribuir la energía generada por el resto de sistemas del ERS.

Por seguridad, cada coche está equipado con luces de estado del ERS que advierten a los marshal o a los mecánicos del estado de seguridad eléctrica cuando el monoplaza está parado en pista o en el pit lane. Estas lámparas, situadas en la toma de aire del motor, indican en verde que no hay ningún peligro para manipular el coche y en rojo, todo lo contrario. Deben permanecer encendidas durante los 15 minutos posteriores a la parada de la unidad de potencia.

El ERS es un sistema creado en competición que, a pesar de diferir de los sistemas utilizados en los vehículos de calle, en un futuro puede terminar siendo una de las referencias en ahorro de combustible y puede ayudar a crear una conducción más eficiente y ecológica.

En este vídeo (sin sonido), podemos ver el funcionamiento del ERS:

El mundial de F1 y los fabricantes de monoplazas buscan la máxima eficiencia con los Fórmula 1 híbridos. Y si quieres vivir una experiencia única pilotando un Fórmula Renault, ¡ven al Circuit de Barcelona-Catalunya con el RACC!