Artículo especial
Fórmula 1 GP de Estados Unidos
Así funciona la suspensión de un monoplaza de Fórmula 1
Las suspensiones son uno de los elementos esenciales en cualquier coche, y en un Fórmula 1 son fundamentales. Te explicamos sus partes y funcionamiento.
Rodrigo García Vita
Edited: 22 feb 2024, 6:47
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Con el último lío de Mercedes y su suspensión capaz de bajar la altura del eje trasero del monoplaza en recta, el foco ha vuelto a un aspecto mecánico que, si bien no ha tenido 'sonadas controversias' en los últimos años, sigue siendo un sistema fundamental que puede inclinar la balanza de un Fórmula 1 hacia la victoria o la derrota. ¿Pero cómo funcionan las suspensiones de un F1?
Suspensión de calle y deportiva
Lo primero es comprender cómo lo hace una suspensión de calle, y concretamente ladeportiva (que se pueden montar y usar sin problema en casi cualquier coche).
Una suspensión tiene como objetivo almacenar y absorber la energía de los impactos del vehículo en los baches y desniveles del asfalto. Consta de dos elementos: elásticos y amortiguadores. Los elásticos almacenan la energía y los amortiguadores la absorben.
Una suspensión, sin entrar en amplios detalles, estilo coil-over, cuenta con un muelle, que se encarga de almacenar la energía de los impactos y devolverla de forma vertical entre los puntos de anclaje. Los cambios en el número de espiras o su rigidez pueden producir efectos drásticas en el comportamiento en curva de un automóvil, así como llegar a regular en cierto modo la altura.
El segundo elemento más importante son los amortiguadores, que suelen ser hidráulicos. Se encargan de controlar la devolución de la energía de los elementos elásticos (que produciría un efecto rebote en la carrocería). Ese efecto de amortiguación se consigue forzando el paso de un fluido (aceite, usualmente) a través de unas aperturas y conductos calibrados que pueden ejercer dureza o ablandar el conjunto.
Unidos a estos dos elementos, se encuentran los silentblocks, que difuminan los movimientos de las piezas mecánicas entre sí y el chasis. Las rótulas permiten unir los sistemas de dirección a las ruedas para que estas pivoten; la mangueta y el buje unen las ruedas a las diferentes partes de una suspensión, entre las que además se encuentran los brazos de suspensión (que unen mangueta y buje al vehículo y soporta la tensión del sistema) o las barras estabilizadoras (cuya rigidez contribuye a eliminar el balanceamiento del vehículo en curva).
Dentro de estos sistemas, las propias suspensiones estilo coil-over pueden ser roscadas, con multitud de controles integrados que se preconfiguran de forma mecánica, como la altura del vehículo mediante rosca, precargas del muelle, dureza del amortiguador, avance y caída de las ruedas, etc.
¿Y en la Fórmula 1? ¿Son muy diferentes las suspensiones?
En los últimos años han evolucionado debido al propio avance de las investigaciones de los equipos o las nuevas normas de la FIA –como la necesidad de un sistema que una las ruedas al coche en caso de accidente para que no salgan despedidas–. Pero sí, son realmente diferentes.
El principio es similar: amortiguador y muelle. Si bien, en los monoplazas del gran circo los amortiguadores son de gas y controlan el 'efecto muelle' ejercido sobre todo por las barras de torsión –un sistema diferente a los muelles helicoidales de los coches convencionales–. A ello se añaden otros muchos elementos de unión a las ruedas que cubren diversas funciones en el monoplaza.
Generalmente estos elementos están construidos en fibra de carbono con la finalidad de obtener una gran resistencia manteniendo el balance de peso idóneo. En ambos ejes, esas 'varas' que se unen a la rueda y se esconden dentro del coche son las llamadas espoletas y barras de acoplamiento, que unen el montante sobre los ejes de las ruedas al vehículo. En líneas generales, se suele usar el sistema pull-rod, que consiste en que la compresión del amortiguador y barra de torsión se realiza en relación con el nivel de tracción de la rueda, que 'tira' de un brazo que produce esa compresión.
En los últimos años, los antiguos sistemas de doble amortiguador y doble muelle se han sustituido por una única combinación de esos dos elementos que controla todo el conjunto, estando el pull-rod a la cabeza de las soluciones –frente al push-rod, que entiende otro concepto en el que no tira, sino empuja al amortiguador–, ya que debido a su configuración con un brazo tirante fuera del triángulo inferior, obliga a desplazar el conjunto (del amortiguador) hacia abajo, trasladando hacia el suelo el centro de gravedad del vehículo también.
Por otro lado, en el eje delantero, se añaden los brazos de dirección para controlar el giro de las ruedas y que deben estar bien alineados con el resto de los componentes en su unión al montante, y donde los equipos suelen presentar diferentes soluciones respecto a la posición de esos 'triángulos', como se suele ver por ejemplo en el circuito de Mónaco.
La aerodinámica influye en la suspensión de un Fórmula 1, y viceversa
No solo las fuerzas soportadas por este conjunto mientras el coche surca el asfalto son el único problema que se le presenta a los ingenieros de F1. La aerodinámica, a fin de cuentas, crea una fuerza vertical que 'empuja' el coche contra el suelo. Ese peso extra debe ser tenido en cuenta y soportado por la suspensión, y como es evidente, también depende de cada circuito.
En Austin, por ejemplo, la importancia de las fuerzas laterales y los impactos en el asfalto son mayores que la carga aerodinámica generada en sus rectas, que sí puede presentar una mayor importancia en las del circuito de Losail en Qatar, por ejemplo.
En este aspecto, Mercedes ofreció una innovación vista claramente en las cámaras subjetivas de Turquía o el COTA, donde la altura trasera del monoplaza descendía en recta conforme aumentaba la velocidad, con el objetivo de hacer descender la resistencia aerodinámica.
El propio Christian Horner afirmó que en circuitos como el del pasado GP de Estados Unidos, donde no hay variaciones de ritmo significativas, no presentaba una gran ventaja. "Pero en algún circuito, como el de Yeda, por ejemplo, podría ser [una solución] bastante potente", remarcó el jefe de Red Bull.
Los equipos montan, dependiendo del circuito y los avances, diferentes sistemas de suspensión que incluyen ajustes de las barras de torsión, presión del gas de los amortiguadores y la rigidez y forma de los demás elementos. Algo en lo que influyen también los pilotos con su información y el estilo propio de conducción de cada uno.
Innovación, trucos e investigación que hacen historia
En otros tiempos se llegó a plantear desde Lotus y Williams una solución técnica increíble al respecto de las suspensiones del coche: las famosas suspensiones electrónicas o activas.
La idea fue desarrollada por Lotus en la década de los 80, pero fue Williams quien en 1992 ganó con Nigel Mansell el campeonato de constructores y pilotos; y esta nueva incorporación mecánica fue clave en aquel año en la Fórmula 1.
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El funcionamiento era 'simple': un ordenador a modo de inteligencia artificial que, dependiendo de las fuerzas ejercidas sobre el coche, controlaba y regulaba los actuadores hidráulicos del monoplaza para mantenerlo estable durante aceleraciones, frenadas o frente a las fuerzas laterales comunes en la competición.
Finalmente y ante la enorme diferencia del coche de Williams respecto al resto, la FIA prohibió este tipo de suspensiones, limitándolas solo a la acción mecánica.
La última innovación más sonada en F1 fue el sistema DAS de Mercedes en 2020. El Dual Axis Steering fue una solución mediante la cual el piloto podía controlar la convergencia de las ruedas del eje delantero a través de un mecanismo de la suspensión empujando o tirando del volante, estilo pull-rod pero en sentido inverso, tirando de las ruedas. Ese cambio en el toe-in o toe-out resultó en una mayor velocidad en las rectas, al ofrecer los neumáticos menos resistencia al avance del coche.
Aunque en 2020 la tecnología fue permitida por la FIA, en 2021 un cambio de normativa hizo que quedara ilegalizado, así que se cerró otra puerta a la investigación en sistemas de suspensión como pasó en los años 90, si bien es un campo que no para de evolucionar y en el que los grandes equipos invierten una gran cantidad de recursos para ganar esas décimas tan importantes en cada carrera.
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