La evolución de la fórmula 1: La fuerza está en los motores

Desde 2014 Mercedes domina la fórmula 1 sobre la base de un conjunto impulsor híbrido compuesto por un motor V6 y dos generadores/motores eléctricos. En las últimas tres temporadas, Lewis Hamilton y Nico Rosberg ganaron los certámenes llevándose poco más del 80% de las carreras. Si bien el chasis ha sido de los mejores, se atribuye a la mecánica la responsabilidad de ese dominio, no solo por la mayor potencia –con ventajas que han variado desde 40 hasta 100 CV–, sino, también, por su gran fiabilidad. Ante todo esto han palidecido los esfuerzos de Renault y Ferrari, que habían controlado la década previa de motores atmosféricos –sin asistencia en la admisión–. Pero fue Mercedes la que aprovechó el cambio en el reglamento que introdujo los motores de 1.6 litros turbo asistidos, con dos recuperadores de energía, para escalar al peldaño más alto entre las escuderías.

El mundo era muy diferente en 1954 cuando la estrella de tres puntas ingresó en la Fórmula 1 con las innovadoras y eficaces “Flechas de Plata” W196. No solo el chasis anticipaba las estructuras tubulares de los años sesenta sino que, en su 8 en línea de 2.5 litros, incorporaba inyección directa de combustible desarrollada con Bosch y derivada de la que los ingenieros de Daimler habían empleado en los V12 de los cazas Messerschmitt Bf 109F.

La potencia que había perdido la Segunda Guerra Mundial (1939-1945), ganaría en el este campo por otros medios, mucho más positivos. El equipo de diseñadores y constructores era constituido por alemanes a las órdenes de Fritz Nällinger y Rudolf Uhlenhaut, dos personajes de leyenda. Pero hoy, en el mundo globalizado, reino de las multinacionales, Mercedes pone empuje y dinero a una organización que fabrica los motores –y los chasis de F1– en Inglaterra, la Mercedes-AMG High Perfomance Powertrains, con un inglés, responsable de los motores, Andy Cowell.

Desde los 290 CV a 10.000 rpm de mediados de los cincuenta de los W196, la F1 ha pasado por los 1.200 CV en motores de calificación de BMW en 1983, hasta las potencias actuales, limitadas por los reglamentos que se sitúan en torno a 800/840 CV para los motores térmicos, más 160 CV para la propulsión eléctrica.

Dos campeonatos para Mercedes en 1954 y 1955 con un vehículo muy avanzado, no convencieron a Ferrari o Maserati de que había que cambiar sus conceptos. Los ingleses, en cambio, comprendieron que había que buscar aquello que fuese más ligero, eficiente y sencillo. En 1958 Vanwall ganó el certamen de constructores con un chasis muy ligero, caja de cinco marchas, carrocería muy aerodinámica e inyección mecánica indirecta de Lucas en su propio motor. Por su parte, Cooper ganó con Stirling Moss el GP de Argentina de ese mismo año con un motor Coventry Climax, lo que marcó un gran cambio imparable. Motores en aleación de aluminio diseñados por Paul Mundi y Walter Hassan pusieron en jaque a los italianos ayudados, además, por los coches con motor trasero, tubulares, muy ligeros y ágiles de los ingenieros británicos John Cooper y Colin Champan. Y eso se acentuó aún más cuando se implantaron los motores de 1.5 litros con aspiración atmosférica, entre 1961 y 1965. Climax y BRM inclinaban la balanza a su favor mientras Ferrari, aunque ganaba campeonatos con Phil Hill (1961) y John Surtees (1964) iba a rebufo. En 1965 un ambicioso constructor de coches de serie que deseaba aumentar sus exportaciones mostraba su motor V12 transversal en un chasis que ganó con Richie Ginther la última carrera de esa fórmula en México: Honda.

La revolución llego en 1966

Con la F1 de tres litros con aspiración “normal” o 1.5 litros sobrealimentada llegó una verdadera revolución. Se fortalecían los equipos británicos “garajistas” que construían sus propios chasis y adquirían el motor a un proveedor fiable. Los coches kit llevarían a la F1 a la cima del automovilismo mundial.

Fueron fundamentales los motores Ford Cosworth DFV y el emprendedor Bernie Ecclestone. Por ahora, nos concentramos en el V8 que, diseñado por Keith Duckworth, pero financiado para su concepción y construcción por Ford, ganó nada menos que 10 coronas y 155 Grandes Premios de los 262 disputados entre 1967 y 1985. Era un modelo de diseño equilibrado y ultraeficiente con cuatro válvulas por cilindro, cuatro árboles de levas en cabeza mandados por cascadas de engranaje, inyección mecánica Lucas y alta capacidad de aspiración. Y la delicia de los diseñadores, porque a instancias de uno de sus instigadores, el genial Colin Chapman, propietario de Lotus, su bloque estaba concebido para anclarse directamente al chasis, dando rigidez y simplificando los diseños. Mientras, Ferrari, BRM y Matra se iban a aferrar a sus motores V12, que permitían girar más rápido (hasta 12.500 rpm), pero eran más pesados. El Cosworth DFV nació con 380 CV y cuando se descartó, en 1985, desarrollaba de 510 CV a 11.000 rpm. Ni Matra ni BRM ganaron títulos con sus motores y solo Ferrari pudo imponerse a la nutrida armada de equipos británicos impulsados por los Cosworth. Sus sinfónicos V12 –por el hermoso sonido de esa mecánica–, llegaron a 440 CV a 11.000 rpm en 1969. Para Ferrari era una cuestión de honor no utilizar la arquitectura de su principal rival, así que, cuando el V12 no bastaba para derrotar a los Cosworth, introdujo en 1970 el 12 cilindros horizontales, sobre todo para bajar la altura del centro de gravedad de sus chasis. Ese motor nació con 460 CV y llegó en 1979 a disponer de 515 CV a 12.200 rpm.

Los Ferrari con motor de cilindros horizontales opuestos, las 512 y 512 T, del ingeniero Mauro Forghieri, no podían explotar la carga aerodinámica adicional proveniente de los bajos del coche (efecto suelo), introducida por Lotus en 1977, debido a que bloqueaban la circulación de aire entre el fondo del vehículo y el pavimento. Con excepción de dos certámenes para Niki Lauda, en 1975 y 1977, y otro para Jody Scheckter, en 1979, todos los títulos entre 1968 y 1983 fueron para los Cosworth.

Fue Renault la que, en 1977, hizo debutar los motores turbo asistidos. Su V6 de la serie EF, pronto se mostró más potente que los motores de 3 litros, pero resultó muy sediento y frágil. Las primeras unidades tenían 500 CV a 11.000 rpm, pero, mejorados los turbocompresores Garret y KKK, con intercambiadores de calor, inyección electrónica y de agua, llegaron a disponer de 900 CV en 1986 con distribución neumática.

Irónicamente fue BMW la que, con un cuatro cilindros en línea, derivado de los modelos de serie, logró el primer campeonato para un motor turbo, diseño de Paul Rosche en 1983 con Nelson Piquet sobre un Brabham. Esas mecánicas llegaban a entregar 1.200 CV en calificación. 

El turbo pronto impuso

Desde ese año el Cosworth DFV tenía su muerte anunciada. A BMW le siguió Porsche, que diseñó y construyó el motor TAG V6 con el que los McLaren ganaron los certámenes de 1984 (Niki Lauda) y 1985 (Alain Prost).

En 1986 Williams adoptaba los nuevos V6 turbo de Honda y la casa japonesa obtenía el cetro de constructores de ese año y el siguiente. Entre Nelson Piquet y Nigel Mansell ganaron 11 de 16 carreras. El dominio Honda continuó en 1988, ahora empujando a los McLaren de Ayrton Senna y Alain Prost. La presión de la turboalimentación, desde 1988, se limitaba a 2,5 bares y Honda sacaba el mejor partido de esa situación. Ese año McLaren se quedaba con 15 de 16 carreras.

Llegó en 1989 la fórmula de 3.5 litros con aspiración atmosférica y con los turbos prohibidos. Comenzó una verdadera carrera por girar más rápido, siempre con Honda como referencia. Su V12 entregaba 710 CV a 13.000 rpm. La arquitectura dominante sería la V12 con Ferrari llegando a girar a 14.000 rpm. 

Unos buenos cimientos

Con mecánica Mercedes ganó McLaren los certámenes de 1998 y 1999 (Mika Hakkinen). El fabricante de motores Illmor, asociada a Mercedes, había comenzado a utilizar el tóxico berilio pero, la FIA lo terminaría prohibiendo en 2007. Con esos materiales llegaron los motores BMW a superar las 19.000 rpm. Entonces, la FIA decidió limitar el régimen de giro y a cuatro el número de válvulas por cilindro. También en 2005 se comienza a limitar el número de motores por campeonato. En ese año ganaba Fernando Alonso, con Renault, su primera corona mundial, acabando con el reinado de cinco años de Ferrari y Michael Schumacher, cuyos motores eran diseñados por Paolo Martinelli. Martinelli había logrado mecánicas muy ligeras y, trabajando con Shell, combustibles muy eficientes. Los motores de cabeza llegaban a los 900 CV.

En 2006 se produjo un cambio radical para reducir potencia, consumo de combustible y contaminar menos: entraban los V8 de 2.4 litros de capacidad con reglas muy estrictas de diseño –como el ángulo de la V, mono bujía, y materiales–. La FIA quería dar imagen de sostenibilidad a este deporte-espectáculo. Y con ello aumentaba nuevamente los costes y dejaba a los equipos modestos a merced de las grandes marcas.

Mercedes se adaptó muy bien y Lewis Hamilton lograba el certamen de 2008 con McLaren. En 2009 Ross Brawn se hacía cargo del que había sido el equipo Honda y, con motores Mercedes y una ingeniosa solución de doble extractor escalado en los chasis le daba el certamen a Jenson Button.

Un reglamento cada vez más estricto

Desde ese año y hasta la temporada de 2013, con motores térmicos V8 de 2.4 litros muy acotados por el reglamento, dominó Renault. Las plantas motrices turbo eran ayudadas por un generador-motor eléctrico que alimentaban baterías que permitían incrementos de potencia de hasta 80 CV durante seis segundos. A este sistema se le denominaba KERS (Kinetic Energy Recovery System). Con ese tipo de motores, limitados por reglamento a 18.000 rpm y con 750 CV, Renault ganó cuatro certámenes con Red Bull y Sebastian Vettel.

En 2010, Mercedes rizaba el rizo y pasaba a tener un equipo completamente de su propiedad. Para ello le compró a Ross Brawn su escuadra, dejándolo al frente de la misma hasta finales de 2013, año en que Mercedes finalizaba segunda en el Mundial de Constructores. En 2014 comenzaba otra nueva era, la de los motores V6 de 1.6 litros turbo asistidos y complementados por dos motores-generadores eléctricos, uno que aprovecha la energía de los escapes para convertirla en electricidad (ERS) y el ya conocido KERS. De baterías con tamaño y peso incrementados surgía la energía suplementaria para aplicar 160 CV durante 33 segundos por vuelta. La carrera por la supremacía ponía mayor acento, todavía, en la gestión electrónica de la entrega de par y potencia, mientras nuevos combustibles de alta eficacia y potencial de pulverización daban ventajas a Mercedes. Turbos controlados electrónicamente, inyección multicíclica durante la compresión, precámara y un concepto de mezcla pobre superior al de sus rivales, han dado a Mercedes esas ventajas de potencia –sin olvidar la fiabilidad– que habíamos mencionado en las primeras líneas de este artículo. No obstante, en poco más de 60 años, el mundo de la F1 ha cambiado mucho pero, no deja de ser curioso, que dos de los principales protagonistas sean los mismos que estaban allí, en la década de nacimiento de esta expresión de máximos logros tecnológicos: Mercedes y Ferrari.