KERS Parte II: Un pequeño repaso. Tipos de Kers y detalles técnicos.

En la entrega anterior aclaramos algunos aspectos sobre el tan manido KERS, así como en qué se basa su funcionamiento, el llamado volante de inercia. Vimos también que se trataba de hacer girar dicho volante a altas revoluciones, así como el principio en el que se basa para “capturar” esa energía.

Tipos de KERS

El principio es claro, pero los métodos para hacer girar ese volante son varios. La utilización de la energía contenida en dicho volante de inercia puede ser también de lo más variada, y en base a ello se pueden distinguir (por decirlo de algún modo) los distintos tipos de KERS

  • Mecánico : El volante transfiere la fuerza mecánicamente a otros dispositivos mecánicos también, que posteriormente será trasladada al palier mediante el acople necesario.
  • Neumático : El volante transfiere la energía contenida a dispositivos neumáticos (esto incluye los hidráulicos), y estos a su vez la transfieren al acople con el palier.
  • Eléctrico : El volante se puede comportar como un generador eléctrico, que entrega esa carga a unos acumuladores y pilas, para que surtan de energía a un motor eléctrico para el acople con el palier.
  • Híbrido : Obviamente, será una combinación de los anteriores.

Desventajas y problemas

Las diferencias de unos a otros resultan óbvias, y cada uno de ellos tiene una serie de ventajas e inconvenientes propios de su idiosincrasia, por ejemplo:

  • Mecánico : puede resultar frágil, pues las potencias transmitidas en momentos muy puntuales son “bestiales”, por lo que para asegurar un funcionamiento “fiable” pueden resultar en un pesado paquete, lo que le resulta difícil de ubicar en el coche sin complicar en exceso (si esto es posible) el asunto de la distribución de pesos, el centro de gravedad, los lastres…
  • Hidráulico : La utilización de fluidos siempre es “un riesgo”, además el depósito de líquido hidráulico o liga deberá de ser mayor, y aunque su incremento de peso no es tan elevado, no es algo que se deba desdeñar. Además no parece haber grandes desarrollos en dicho tipo de sistema.
  • Eléctrico : Aparentemente el más sencillo, pero con el lastre (nunca mejor dicho) del enorme peso de los acumuladores o pilas necesarias para el almacenamiento de esa cantidad de energía, ya que el piloto la usará cuando lo considere oportuno.

Como podemos ver uno de los grandes inconvenientes de los sistemas KERS, parece que puede ser su peso, según fabricantes, hablan de conjuntos de entre 4 a 5Kg sólo el volante y su blindaje.

En este aspecto, en este 2011 vemos novedades más que sustanciales. El sistema completo con menos peso es el hiráulico, que no baja de los 15Kg (pero no es factible por el momento por su rendimiento y complejidad), el mecánico no baja de los 20Kg y el eléctrico depende de los acumuladores y baterías, pero años atrás tampoco bajaba de los 25Kg.  Este año, sin embargo, la inversión realizada por los fabricantes ha servido para aligerar el conjunto eléctrico entre 3 y 5 kilos, dejandolo en cotas cercanas al mínimo de 20kg de peso estipulado por la FIA.

El mecánico de Williams, ha resultado no ser suficientemente sólido por roturas, estable en cuanto a decaimientos de rendimiento se refiere,y de difícil amejoramiento de masa (peso). Por ello se decantaron por fabricarse uno eléctrico para este año.

En cuanto a los pesos, los conjuntos de baterías han sido aligerados hasta aproximadamente los 11Kg. (uno de los secretos… como todo aquí  ), y los conjuntos de volante, cvt y demás componentes mecánicos/electrónicos, andan sobre los 7 (otro secreto bien guardado), a lo que hay que añadir 1 de conexionado y otro medio de blindajes y aislantes.

Tras esto, cierto es que nos puede proporcionar 80cv en unos momentos concretos, pero esto puede ser un chiste si nos obliga a penalizar con más de 1 seg./vuelta debido al peso del artilugio. Éste es el principal argumento de los que dicen que puede merecer la pena correr sin KERS… la opción de montar coches lastrados puede ser más aprovechable en según que configuraciones.

Otro efecto a tener en cuenta cuando se usan volantes de inercia de altas velocidades, es el referente a la generación de cargas electroestáticas, creo que todos conocemos ese fenómeno, pero para quien no lo tenga claro, es el que se produce debido al roce de dos materiales entre sí, el famoso ejemplo de la ebonita, la lana y el papel, si se frota ebonita con lana, se pueden “atraer” trozos de papel como si de imanes se tratase. Ese efecto se debe a la carga electrica de un cuerpo mediante el roce, y cuando por el medio que sea, un cable, una persona que lo toca, o se produce cualquier otra forma de conexión al suelo (masa), se produce la descarga del cuerpo hacia el suelo, lo que se traduce en una descarga eléctrica de peligrosos efectos… como hemos podido ver ya en algún técnico de algún equipo. Para solventar esto solo se puede hacer una correcta conexión de planos de masa en los puntos adecuados, además de encerrar el volante de inercia en una carcasa metálica y bien conectada a los planos de masa equilibrados.

Si en las operaciones de repostaje siempre existe la posibilidad de incendios por chispas de estática, con los sistemas Kers las posibilidades son mucho más altas.

Para finalizar, podemos comentar que éste sistema puede ofrecer un efecto secundario nada desdeñable para el comportamiento del vehículo en carrera.

Se trata del efecto que genera una masa giratoria en el balance de fuerzas que concurren en el vehículo cuando hay aceleraciones o deceleraciones junto con un cambio de dirección, es decir, cuando se toma una curva. Es el efecto giroscópico sobre un eje horizontal.

Resumiendo este efecto, digamos que tiende a hacer que el coche sea mucho más estable en el comportamiento de la dirección, aunque también hace más difícil la gestión de entrada en las curvas, duro en terminos de fuerza a aplicar por parte del piloto al volante de la dirección para hacer girar adecuadamente las ruedas, aunque también tiende a disminuir los efectos del subviraje y sobreviraje.

Seguridad

Los aspectos de seguridad son vitales para la FIA y los pilotos, así que los problemas que este tipo de artilugios conllevan son múltiples y variados.

  • Mecánico : puesto que la rigidez y tenacidad de los materiales ha de ser muy alta y el régimen de giro del volante de inercia es realmente alto, en caso de una rotura de dicho elemento o sus sujecciones, podría convertirse en una pequeña bomba, causando la total ingobernabilidad del vehículo.
  • Neumático : sin duda el menos problemático en asuntos de seguridad, pero parece el más difícil de implementar.
  • Eléctrico : sin dudas el más peliagudo en este asunto. Su facilidad para producir chispas es incuestionable, y en el coche hay gasolina y aceite caliente, además de un piloto dentro. El asunto del calentamiento de los acumuladores en condiciones de uso extremo es realmente serio, ya que puede llegar a reventar algún acumulador, produciendo desde una explosión hasta un vertido de sustancias altamente peligrosas en caso de su rotura, o supongamos un accidente…

Colocación y Conexionado

Otro de los puntos confusos de cara al aficionado, es el lugar en donde iría colocado el susodicho volante de inercia, que como hemos visto, dispone de una masa considerable. En los F1, la potencia de frenada viene a estar distribuida, aproximadamente y en promedio según pistas, en un 58% en el tren delantero y el 42% restante en el tren trasero. Ante esto parece obvio que lo mejor sería colocarle en el tren delantero, pero esto es extremadamente complicado, pues ese peso en la parte delantera “desequilibra” demasiado el balance de pesos y la estabilidad de frenada en el frontal del coche, por lo que aunque tenga un menor rendimiento, las facilidades que conlleva el ponerlo en la parte trasera no dan lugar a dudas, y además, el tren trasero dispone también de la suficiente “inercia” como para poder cargar el KERS a ritmos más que aceptables.

En todos los casos el acople de dicha fuente de potencia con el palier sigue un esquema como el siguiente, es decir mediante un embrague propio que le conecta al correspondiente variador y este se conecta mediante el árbol de salida de la caja de cambios al piñon de engrane que desemboca en el diferencial y de ahí a los palieres.

Tampoco se puede olvidar el hecho de que este sistema estará monitorizado por los correspondientes sensores que servirán, entre otras cosas, para el correcto funcionamiento e inspección por parte de la FIA de su conformidad al reglamento.

Tras esto, podemos hacernos una idea de lo complicados y variados que pueden ser estos sistemas, por lo que hablar simplemente de KERS, puede no querer decir nada si se está hablando de uno u otro tipo distinto.

P.D.: Y si, esta es la 2ª y última parte.

Deja un comentario

Tu dirección de correo electrónico no será publicada. Los campos obligatorios están marcados con *