Por mais ultrapassagens, F1 vai reintroduzir efeito solo em 2021

A Fórmula 1 está comprometida a ter o "efeito solo" (uma das inovações mais tecnológicas da história da F1, como mostra a galeria no fim desta matéria) no novo carro de 2021, uma vez que os chefes do esporte estão convencidos de que o retorno do conceito aerodinâmico é fundamental para ajudar os monopostos a se aproximarem.

Com as discussões sobre o regulamento de 2021 em andamento entre a F1, a Federação Internacional de Automobilismo (FIA) e as equipes, os primeiros detalhes já começaram a surgir. Como mostra a ilustração de Giorgio Piola de como o carro de 2021 deve ser, as novas regras giram em torno de uma mudança completa na abordagem do downforce.

A ideia é livrar a categoria dos complexos dispositivos aerodinâmicos da atualidade, especialmente na área de asa e bargeboards. Haverá, por exemplo, uma asa dianteira muito mais simples. Mas a maior mudança está acontecendo embaixo do carro, com uma série de dutos alimentando um difusor que produzirá muito do downforce do carro.O conceito é semelhante ao que vimos anteriormente na F1, lançada pela Lotus no final da década de 1970 (como mostrado abaixo), antes de ser banida em 1983.

Lotus 79 and Lotus 80 comparsion

Photo by: Giorgio Piola

Chefe de assuntos técnicos para monopostos da FIA, Nikolas Tombazis, disse: “Queremos que os carros possam correr e seguir um ao outro, tendo mais batalhas emocionantes. Queremos ter pneus que permitam aos pilotos lutar uns contra os outros sem tanta degradação e por mais tempo”.

“Os carros serão mais simples que os atuais porque muitos dos pequenos componentes foram simplificados: especialmente os sidepods e as asas dianteiras. Também haverá um difusor embaixo do carro”.

Ferrari SF90 2021-2019 car side comparison

Photo by: Giorgio Piola

Acredita-se que a combinação do efeito do solo, da aerodinâmica mais simples e dos defletores das rodas dianteiras funcionará no sentido de permitir a perseguição entre os carros, o que hoje é dificultado pela turbulência aerodinâmica.

Os monopostos atuais perdem cerca de 45% de seu downforce quando estão a uma distância de dois carros de um rival. Segundo os dados de simulação mais recentes tendo em vista o projeto para 2021, a perda ficará entre 5 e 10%. “Dois dutos vão sugar a turbulência e, como resultado, o carro terá um ar muito mais limpo. Portanto, temos uma redução maciça da perda de downforce”, explicou Tombazis.

A F1 espera chegar a um acordo com as equipes sobre as novas regras até 15 de setembro, para que o processo possa avançar para a ratificação pelo Conselho Mundial de Automobilismo da FIA antes do final de outubro.

Por que as mudanças permitirão corridas mais próximas

Jake Boxall-Legge

Trazer o foco da aerodinâmica de 2021 para a parte inferior do carro não apenas criará uma mudança na filosofia de design, mas também deverá dar um passo para melhorar o show na pista.

Atualmente, os carros da F1 operam com um assoalho plano, que transita para um difusor no ponto do eixo traseiro. Com o auxílio da asa traseira, esse conjunto contribui para a maior parte do downforce de um carro. O custo, porém, é uma grande turbulência, coloquialmente conhecida como "ar sujo".  

Essa turbulência gera um grande impacto no carro seguinte, uma vez que os monopostos são geralmente projetados para operar de forma ideal de frente para o ar limpo, sem interferências aerodinâmicas.

As mudanças que serão implementadas desenvolvem o que é conhecido como efeito solo, onde o ar é acelerado com mais força à medida que transita entre o piso do carro e o solo. Isso desenvolve mais downforce e significa que os carros podem trabalhar com um tamanho de asa traseira reduzido.

O foco na parte inferior também reduz a sensibilidade do equilíbrio aerodinâmico, o que significa que o carro seguinte não sofrerá a perda imediata do downforce quando exposto à turbulência.

A adição de defletores às rodas dianteiras ajudará a desviar o fluxo de ar da roda em direção aos dutos, de modo que eles permaneçam eficazes. A turbulência é notoriamente difícil de administrar, daí a crescente complexidade dos pacotes atuais de bargeboards. Diminuindo o ar sujo, pode-se simplificar os aparatos aerodinâmicos.

The complexity of the current Williams FW42 bargeboard

Photo by: Giorgio Piola

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GALERIA: Conheça as principais inovações da história da Fórmula 1

A ideia do chefe da Lotus nos anos 70, Colin Chapman, era tentar fazer com que seu carro funcionasse como uma asa (ele mesmo as havia introduzido na F1 em 1968). Chapman entendeu que se as laterais do carro alcançassem o solo, a pressão aerodinâmica aumentaria de maneira exponencial, já que formaria uma área de baixa pressão embaixo do carro, o sugando para o chão. A novidade não conseguiu dar à Lotus o título de 1977 devido à baixa confiabilidade do carro. Mas em 1978 o campeonato veio com Mario Andretti. Entretanto, a F1 baniu a solução por segurança, já que permitia aos carros fazerem curvas com grandes velocidades.

Com o efeito solo da Lotus e a Tyrrell de seis rodas, a Renault resolveu também tentar inovar na F1. Trouxe seu revolucionário motor turbo para o mundial em 1977 naquele que foi o primeiro carro turbo da história da F1. Biturbo, ele aliviava um pouco o problema crônico do ‘turbo lag’ e tinha velocidades superiores às dos carros aspirados apesar da pouca confiabilidade. A nova tecnologia seduziu o resto da F1, e motores turbo passaram a dominar o mundial até serem proibidos no fim de 1988, retornando apenas em 2014.

Iniciando uma nova fase administrativa em 1981, a McLaren decidiu apostar na construção de um chassi em fibra de carbono, substituindo o alumínio utilizado pelo resto dos times. Mais leve e mais resistente, o carro fez o time retornar às vitórias após três anos de seca. Pelo pouco peso e pela maior segurança, os times aos poucos aderiram à fibra de carbono. Atualmente todos as equipes utilizam o material na concepção de seus carros.

Para ajudar a aerodinâmica do carro a ser consistente em acelerações, frenagens e mudanças de direção, a Lotus bolou um sistema hidráulico que mantinha o carro alinhado não importando as deficiências da pista. Nos anos 80, era um sistema ‘reativo’, pesado e que tirava potência do motor para funcionar. Ele foi refinado pela Williams no início dos anos 90. No GP da Austrália de 1991 (último do ano), o time trouxe uma suspensão genuinamente ativa, já que era programada eletronicamente de acordo com a pista e suas ondulações. A novidade fez com que o time fosse campeão em 1992 e 1993 com muita facilidade. A solução foi banida para 1994.

Parecia maluquice na época, mas revolucionou a F1 para sempre. A Ferrari em 1989 colocou em seu carro um câmbio de acionamento por pás atrás do volante, substituindo a alavanca tradicional, que em alguns carros já era sequencial e não mais em H. Não demorou muito para os outros times copiarem. Menos de quatro anos depois todos os carros já tinham câmbio sequencial no volante.

Em 1997, a McLaren voltou a vencer após três temporadas de seca. E aquele carro possuía uma solução bastante engenhosa para burlar a proibição do controle de tração. O experiente fotógrafo Darren Heath começou a notar que em trechos de aceleração o freio traseiro dos carros do time frequentemente estava com os discos traseiros incandescentes. Ele suspeitou que havia algo associado à frenagem sendo trabalhado pela equipe. Aproveitando uma quebra de Hakkinen no GP de Luxemburgo, ele tirou fotos do cockpit e flagrou um pedal de freio extra para ajudar a controlar a tração. A FIA proibiu o dispositivo no início de 1998.

Foi uma das grandes sacadas que deram os títulos de 2005 e 2006 a Fernando Alonso. A Renault desenvolveu um sistema de suspensão que consistia em um peso suspenso dentro do carro para amortecê-lo enquanto passava pelas ondulações. A Renault forneceu à FIA detalhes do sistema no meio de 2005, e a entidade concordou que era seguro e o legalizou. Em 2006, após fazer seu carro tendo em mente a concepção do sistema, a solução foi banida pela FIA sob a alegação de que era um dispositivo aerodinâmico móvel.

Com uma grande restrição aerodinâmica imposta de 2008 para 2009, engenheiros e projetistas quebraram a cabeça para saber como recuperariam a pressão do ar antes conseguida de maneira tão fácil com asas grandes. Foi aí que a incrível Brawn GP surgiu das cinzas da recém desfeita Honda com o difusor duplo, feito para acelerar a passagem do ar debaixo do carro – algo que à época afirmavam dar 0s5 por volta. Apesar de Williams e Toyota terem ido atrás de soluções similares, a da Brawn foi mais efetiva, garantindo o título de 2009. Entretanto, o difusor foi proibido para 2010.

O precursor do DRS. Em 2010, a McLaren inventou um engenhoso método para ‘estolar’ (termo da aviação utilizado quando a asa perde sustentação) a asa traseira do carro. O piloto tapava com o joelho uma espécie de snorkel no bico que desviava o fluxo de ar que ia para a asa traseira, fazendo o carro ganhar velocidade na reta. A novidade foi copiada por equipes em interpretações diferentes, mas proibida pela FIA para 2011 – ano de introdução da asa traseira móvel.

Após a proibição do difusor duplo, em mais uma tentativa de recuperar a pressão aerodinâmica perdida no regulamento de 2009, a Red Bull foi engenhosa: utilizou o gás dos escapamentos para aumentar a estabilidade do carro, apontando-os para o difusor. A solução, ao lado de um modo de motor especial de classificação, fazia com que mesmo que o piloto não estivesse acelerando o ar continuasse saindo com velocidade dos escapamentos nas curvas. A solução foi proibida no meio de 2011.

Tanto o KERS quanto os MGUs atuais fazem parte deste princípio. Com a preocupação cada vez maior da indústria automotiva quanto à emissão de gases tóxicos pelos veículos, o desenvolvimento de tecnologias para o armazenamento de energias renováveis vive seu apogeu. E a F1, como o principal laboratório, não ficou de fora. Atualmente os sistemas de energia híbrida (cinética e térmica, MGU-K e MGU-H respectivamente) são responsáveis por cerca de um quinto da potência total dos F1.

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