KERS, Parece complicado, pero puede llegar a entenderse. Votos Opciones

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Hace algo más de un mes me puse a trabajar en un reportaje para Grand Prix, en el que intentaba explicar cómo afrontaban los equipos la introducción del KERS. Pero, como el tiempo y el espacio no es algo que suela ir asociado a las revistas, me quedé con las ganas de saber más cosas acerca de este dispositivo. He estado buscando sobre esto en el foro y no he encontrado nada, así que abro este tema para intentar arrojar algo más de luz al sistema que podría marcar el destino de la temporada que viene. No tanto por su influencia en las carreras, como en la que podría tener en el desarrollo de muchos equipos.

Primero os pongo lo que se publicó en Grand Prix y luego más información adicional que he encontrado en internet. Espero que os solucione dudas y nos permita conversar sobre algo tan complicado aparentemente, y por ello tan desconocido para muchos.
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2009. EL KERS ES LA CLAVE

Con la lucha por el título de 2008 en su punto álgido, no debemos perder de vista otra carrera, más intensa si cabe, que se está librando en la sombra. Y es que hace meses que los equipos del mundial están enfrascados en la tarea de sacar provecho de las nuevas normas. Aquellas que pretenden revolucionar la Fórmula 1. Con el KERS como máximo reto.

TEXTO: DAVID PLAZA

En la Fórmula 1 actual la temporada siguiente empieza a prepararse con casi un año de antelación. Los primeros bocetos se inician alrededor del mes de abril e, incluso, en algunos equipos se crean dos grupos independientes de trabajo. Así, mientras uno de ellos se encarga del monoplaza del presente año, el otro ya perfila cómo será el monoplaza del futuro. Eso, en 2009, será más importante que nunca, puesto que la reforma aerodinámica y mecánica es realmente profunda.

Y es en ese aspecto donde el Sistema de Recuperación de Energía Cinética (KERS por sus siglas en inglés) toma una importancia mediática importantísima. Es obvio que su importancia en el diseño del año que viene no es mayor que la de la reimplantación de los neumáticos lisos o la drástica reducción de la carga aerodinámica, más bien al contrario. Pero su influencia en el futuro de la F1, tanto desde el punto de vista tecnológico como medio ambiental, sí que merece la pena ser tenida en cuenta y analizada. Incluso, su influencia puede hacer desequilibrar la balanza político-económica del deporte más enrevesado del mundo. Ni siquiera el mercado de pilotos pierde de vista los progresos de unos y otros. La hegemonía de la F1 puede cambiar de manos.

QUÃ? BUSCA LA FIA

La Federación Internacional de Automovilismo lleva años obsesionada con mejorar la imagen medioambiental que la Fórmula 1 proyecta en el mundo, y esta tecnología va encaminada a ello. El sistema, como Soybal nos explicó en el número 96 de Grand Prix, no supone un ahorro de energía, sino una recuperación de la malgastada con fines competitivos. Su implantación en 2009 es voluntaria y se limita a la obtención de unos 80cv de potencia del eje trasero por vuelta, que se podrán utilizar durante 6, 67 segundos en cada uno de los giros dados al circuito. En 2011 se podría doblar la potencia disponible y, en 2013, se planea poder aplicar el sistema a los dos ejes de los monoplazas. De este modo podrían llegar a recuperarse más de 200cv de potencia, reduciendo así las prestaciones y, por tanto, los consumos de los motores.

Incluso la FIA anima a los equipos a utilizar desde 2011 la energía de los sistemas de refrigeración, energía que estaría disponible continuamente, y no por un periodo limitado de tiempo como ocurre con la generada en la frenada. Con la llegada del fin de la congelación de motores en 2012, se reducirían las prestaciones de los mismos y la FIA permitiría también la utilización de la energía generada por los gases de los escapes del motor.

QUÃ? OPCIONES DE DESARROLLO HAY

Aunque el sistema tiene un concepto común, hay varias formas de desarrollarlo. Mediante un sistema mecánico (volante de inercia acoplado a una transmisión CVT) se consigue mayor compacidad, ligereza (alrededor de 23 Kg.) y eficiencia, pero el sistema debe estar situado junto a la transmisión. El sistema eléctrico (mediante baterías) es menos eficiente desde el punto de vista energético, puesto que debe transformarse primero en energía eléctrica y luego en mecánica, pero con las restricciones implantadas para este primer año dicho inconveniente no supone un problema. Además no debemos olvidar que con esta elección el sistema podría ubicarse en cualquier lugar del coche, con las ventajas que eso conlleva a nivel de diseño global y colocación de lastres. El dispositivo neumático es el menos desarrollado hasta el momento, ya que el depósito del líquido hidráulico es voluminoso y trabajar con fluidos siempre supone un riesgo adicional.

QUÃ? CONSECUENCIAS PUEDE OCASIONAR

Una tecnología tan desconocida para muchos de los equipos e la Fórmula 1 puede llevarles a adoptar decisiones, en principio, descabelladas. Los grandes costes no son un problema para algunos de ellos y, en cambio, para otros es inviable conseguir poner en pista un sistema de este tipo sin colaboración externa. Es por ello que varios equipos han decidido apoyarse en la experiencia de otras empresas, como es el caso de Magneti Marelli con Ferrari, Renault y Red Bull. De dicha sociedad se beneficiarían también Toro Rosso y Force India, que pretenden comprar el conjunto motor-transmisión-KERS a Ferrari aunque hay rumores de que Honda les ha ofrecido el mismo paquete más barato con la condición de alinear a Takuma Sato en uno de sus coches el año que viene, situación similar a la que ofrece Mercedes-Benz con Di Resta-. Williams, por su parte, optó por comprar una pequeña participación en la empresa Automotive Hibrid Power Limited, especialista en este tipo de sistemas, al parecer por la negativa de Toyota a colaborar con ellos en el proyecto.

En el otro extremo de los grandes presupuestos encontramos a McLaren, que ha llegado a plantearse seriamente construir dos tipos de monoplaza para 2009, uno con KERS y otro sin KERS, pudiendo competir con los dos según el circuito y el estado de desarrollo del sistema.

Mientras equipos como BMW Sauber y Honda parecen ser los que más avanzado tienen el proyecto, otros como Renault ofrecen muy pocos datos al respecto y han liderado la ya famosa cruzada en contra de su implantación en 2009.

FERRARI

SISTEMA: Eléctrico en colaboración con Magneti Marelli (almacenaje de energía y electrónica).
ESTRENO EN PISTA: 2009.
POSTURA SOBRE EL KERS: Gasto innecesario.

Aldo Costa (Director Técnico): Creo que todos los equipos se están tomando la seguridad muy en serio. Hay que recordar que el sistema primero debe ser probado en la fábrica y en los tests, así que la seguridad es prioritaria. Y, en cuanto a decidir cuando será usado en carrera, aún es muy pronto para decidirlo. Creemos que tiene potencial, que podemos obtener ventaja, así que iremos en esa dirección y, si en el último momento todo el conjunto es más rápido, lo usaremos. No antes.

Desde el punto de vista de la Ingeniería es algo muy bueno, un reto interesante. Pero los plazos de tiempo no lo hacen sencillo, así que todo el mundo, cada equipo, está concentrado en intentar obtener el máximo rendimiento del sistema, pero también la máxima fiabilidad y seguridad. Como ingenieros estamos contentos de desarrollarlo y estamos haciendo buenos progresos. Pequeños, pero esto es normal. Grandes cambios de normativa requieren pensar mucho, así que el diseño del nuevo coche no será sólo el KERS. También la aerodinámica y los nuevos neumáticos requieren mucho trabajo.

Gilles Simon (Director Técnico de Motores y Electrónica): El Sistema de Recuperación de Energía Cinética es complicado. Nos proporciona nuevos y complicados retos, pero estamos seguros de que no comprometerá nuestro programa de desarrollo del coche actual. Será un desafío utilizarlo el año que viene. Estamos aprendiendo cada día, pero estamos teniendo problemas con ello y creo que todos los equipos sufrirán para ponerlo en pista con la fiabilidad adecuada para la primera carrera de 2009.

El año que viene, con el KERS y el ajuste electrónico del alerón delantero, la electrónica jugará un rol muy importante. La centralita estándar deberá comprender completamente los sistemas para poder funcionar correctamente. No podemos dar por sentadas muchas cosas, como la gestión correcta del sistema, su fiabilidad o que la potencia disponible sea la misma al principio que al final de la carrera. Quien consiga acertar con este proyecto tendrá una enorme ventaja en sus manos.

Todos tenemos claro en nuestra cabeza los riesgos que supone utilizar combustible en el coche pero, en cuanto a las baterías, generalmente, no tenemos suficiente experiencia, así que estamos prestando atención a este tipo de cosas con el fin de resolver problemas de seguridad. Será una labor conjunta de ingeniería conseguir colocarlo en el coche con seguridad. Y también un duro trabajo que estamos seguros de poder hacer.

BMW SAUBER

SISTEMA: Eléctrico de fabricación propia.
ESTRENO EN PISTA: 17/07/08.
POSTURA SOBRE EL KERS: Apoyo total.

Mario Theissen (Director de BMW Motorsport): Es un gran reto hacerlo económicamente viable y ese es el primer paso. Desde nuestro punto de vista, y como segundo paso, podría convertirse en una tecnología apta para los turismos de calle futuros, porque estamos en una posición única, disponiendo de recursos a nuestro alcance, trabajando bajo una presión importante en términos de tiempo disponible. Y, si nos centramos en objetivos que sean relevantes para los coches del futuro, podemos reposicionar por completo la Fórmula 1, desde el punto de vista de la imagen y de la financiación. Creo que es muy importante y es por lo que siempre apoyaremos el KERS como primer paso en esa dirección, sabiendo que no es barato, que nos cuesta mucho dinero, pero que está mucho mejor invertido que cuando utilizábamos dos motores el viernes, dos el sábado y dos el domingo.

WILLY RAMPF (Director Técnico): Estamos haciendo todo lo posible para estar convencidos de que el sistema es seguro. El coche que usamos en Jerez se utilizó sólo para recorrer algunos kilómetros y comprobar que todo funcionaba bien. Pero no todo fue perfecto, así que varios expertos están investigando para averiguar lo que ocurrió. Antes de utilizarlo tenemos que ver cual es la ganancia de rendimiento porque es una potencia extra, pero también más peso y menos lastres en el coche, así que siempre será una cuestión de equilibrio. Pero el plan es usarlo en carrera.

Creo que, globalmente, es un proyecto interesante para los ingenieros desarrollar un sistema que es realmente único y no es algo que haya en el mercado y puedas comprar. Creo que con el desarrollo que estamos haciendo, también impulsará el desarrollo en otros componentes que quizá en algunos años podamos ver en coches de calle. Instalarlo en un coche es desafiante.

RENAULT
SISTEMA: Eléctrico en colaboración con Magneti Marelli (almacenaje de energía y electrónica).
ESTRENO EN PISTA: 2009.
POSTURA SOBRE EL KERS: Retrasar su introducción en la F1.

Flavio Briatore (Director General): Sabemos que la Fórmula 1 es una carrera, pero también un entretenimiento. Necesitamos ser más eficientes. Creo que es posible hacer el mismo trabajo con un 60% menos de lo que gastamos ahora. Si hablamos sobre nueva tecnología, para ser pioneros de una nueva tecnología necesitamos estar convencidos de que es seguro antes de introducirlo en el coche, porque tenemos la responsabilidad de salvaguardar al piloto.

Por un lado tenemos la congelación de los motores porque necesitamos un marco más económico, pero por otro estamos desarrollando el KERS y nadie sabe cuánto nos costará. Es como si cerráramos una ventana y abriéramos la puerta. Es algo extraño.

El KERS es algo que nadie sabe lo que nos va a costar. Cuando presupuestas algo en F1, siempre acaba siendo un 50 o un 100% más. En este momento es fantástico porque nadie sabe lo que cuesta, no hay límites. No creo que sea la manera correcta de impulsar a los equipos pequeños a gastar este tipo de dinero.

Estoy de acuerdo en desarrollar todos juntos cualquier sistema en Fórmula 1. Deberíamos desarrollar el KERS todos juntos. Creo que es el camino correcto a tomar cuando hablamos de medio ambiente. Pero es habitual utilizar prototipos constantemente en F1, todo el mundo cree que si desarrolla su propio sistema tendrá una pequeña ventaja. El problema es que los costes se descontrolan. Creo que todos los equipos estarían muy satisfechos si desarrollaran el KERS juntos. Toda la F1 unida, todos los grupos de trabajo, todos los ingenieros juntos desarrollando un nuevo sistema es realmente la única manera de contener los costes, porque podemos establecer un presupuesto para todos por igual. No me alegra desarrollar una nueva tecnología cuando no sabes lo que costará, eso seguro.

Pat Symonds (Director Ejecutivo de Ingeniería): Creo que el KERS es un ejercicio técnico muy interesante. El desarrollo es fascinante, es una oportunidad para movernos en nuevas áreas en las que los ingenieros disfrutan. La mayoría de nuestros ingenieros son ingenieros mecánicos, aerodinamicistas o electrónicos, pero han trabajado con sistemas eléctricos muy potentes, así que hay mucho que aprender.

Es un proyecto complicado y nuestra intención es no probar el sistema en pista hasta enero. Es muy, muy caro construir coches híbridos y preferimos no asumirlo, particularmente con la sofisticación que los dinamómetros tienen hoy día. Así que toda nuestra experiencia se acumula en él y construiremos uno en el coche para el próximo año con el fin de ver cómo se comporta en la pista, cuando posiblemente habremos conseguido fiabilidad y una seguridad muy específica.

WILLIAMS-TOYOTA

SISTEMA: Mecánico de fabricación propia.
ESTRENO EN PISTA: 16/09/08.
POSTURA SOBRE EL KERS: Apoyo total.

Sir Frank Williams (Jefe de Equipo): No está claro que nos vaya a proporcionar una ventaja determinada. Creemos, como muchos constructores, que haremos un buen trabajo con el KERS. Patrick (Head) tiene su propio grupo de trabajo en el equipo y estamos trabajando en ello desde hace meses. Es mucho más asequible si lo haces tú mismo. Nosotros lo estamos haciendo porque estamos obligados a hacerlo, me imagino a la mayoría de los equipos saliendo a la pista con niveles similares de potencia.

Sam Michael (Director Técnico): Creo que todo el mundo está en una fase muy temprana del desarrollo. En los primeros años, probablemente sea muy acertado que la FIA delimite la potencia y especificaciones energéticas del sistema, que pueden proporcionar una ganancia aproximada de dos o tres décimas. Creo que el año que viene, especialmente en los primeros seis meses, habrá una importante disparidad aerodinámica porque me sorprendería mucho que todo el mundo adoptara el camino correcto a seguir. Probablemente habrá algunos equipos que lo hagan muy bien, y serán los que estarán en disposición de ganar. Otros todo lo contrario, incluso a causa de no haber tenido tiempo material o por no haber equilibrado los recursos de este año.

Pero creo que es delicado porque es una tecnología nueva, con muchos detalles en materia de seguridad, rendimiento y fiabilidad. Por ello, en los primeros años, no creo que vaya a ser algo que te haga perder un campeonato si no lo tienes en tus coches.

Creo que la intención de la FIA es acertada a más largo plazo, tres o cuatro años. Será necesario para ser competitivo, pero cuando se hayan puesto en marcha los sistemas básicos y empiece la evolución. El gran paso ahora consiste en intentar poner el sistema en marcha y creo que los equipos estamos en diferentes niveles en este momento.

RED BULL-RENAULT

SISTEMA: Eléctrico en colaboración con Magneti Marelli (almacenaje de energía y electrónica).
ESTRENO EN PISTA: 2009.
POSTURA SOBRE EL KERS: Indiferente.

Adrian Newey (Director Técnico): Con la actual normativa para el KERS todo el mundo duda si almacenar la energía en baterías o utilizar el sistema de volante de inercia. No creo que sea un secreto que estamos en ello. Es obvio que la capacidad del sistema se incrementará en los próximos años, al igual que la longevidad. En este momento, no dura lo que podría y usar una batería en cada carrera es tremendamente caro y cuestionable desde el punto de vista ecológico. Pero estoy seguro de que esta tecnología se desarrollará y se podrá utilizar un mismo conjunto en varias carreras. Este tipo de detalles, quizá combinados con la cantidad de energía que estamos autorizados a almacenar, puede hacer variar el equilibrio de otras tecnologías. Hasta que no veamos cómo evoluciona, es difícil comentar algo.

Es extremadamente caro, no hay duda de ello. Para los equipos pequeños el KERS es un gran exceso. El sistema de volante de inercia es potencialmente más barato porque no tienes el coste de una batería. Pero, en cambio, conlleva un desarrollo mecánico. Las baterías, no obstante, son muy caras.

TOYOTA

SISTEMA: Eléctrico de fabricación propia.
ESTRENO EN PISTA: Enero de 2009.
POSTURA SOBRE EL KERS: Retrasar su introducción en la F1.

Pascal Vasselon (Director General de chasis): Avanzar a través de los posibles fallos del KERS es lo que estamos haciendo en estos momentos. Intentamos llevar todas las piezas del sistema al límite. Lo hacemos con el fin de asegurarnos que todos esos fallos están bajo control, primero en los bancos de pruebas y luego en la pista. Así que no hay duda de que oiremos comentarios acerca de baterías incendiadas y cosas de ese tipo, simplemente porque necesitamos ganar experiencia en esa dirección.

La seguridad de los comisarios de pista, del público, de los pilotos, es obviamente la prioridad del KERS y tendremos un procedimiento de análisis muy estricto coordinado con la FIA. Y estoy seguro de que, junto con el Grupo Técnico de Trabajo, podremos beneficiarnos de las experiencias de los diferentes equipos con el fin de acelerar y mejorar los niveles de seguridad del sistema.

Estamos desarrollando nuestro propio sistema KERS al completo. En este momento estamos concentrados en las pruebas en el dinamómetro porque buscamos trasladarlo a la pista cuando estemos seguros de que nos brindará una ventaja de rendimiento y será totalmente seguro. El tiempo es muy ajustado, pero aún es posible tenerlo para el comienzo de la temporada.

TORO ROSSO-FERRARI

SISTEMA: Eléctrico de Ferrari o mecánico de Honda.
ESTRENO EN PISTA: 2009.
POSTURA SOBRE EL KERS: Indiferente.

Gerhard Berger (Co-propietario): Confiamos en Ferrari y esperamos recibir el apoyo adecuado por su parte para el Sistema KERS Ferrari.

HONDA

SISTEMA: Mecánico de fabricación propia.
ESTRENO EN PISTA: Mayo de 2008.
POSTURA SOBRE EL KERS: Apoyo total.

Ross Brawn (Director): Las pruebas fueron un momento crítico en nuestro desarrollo del sistema. Aunque se instaló en un coche de prueba, el KERS estaba a pleno rendimiento y muy cerca de las especificaciones 2009. Fue una prueba muy valiosa y estoy contento con el rendimiento y el progreso que hemos hecho con el sistema. Alex Wurz pudo hacer una gran aportación sobre el comportamiento de nuestros sistemas y puso de relieve varias áreas en las que tenemos que centrarnos.

Nick Fry (Consejero Delegado): El KERS es clave para el futuro de la Fórmula 1, y sino tomamos los pasos principales para hacer el deporte más ecológicamente sensible, entonces no hay futuro. Creo que los equipos que se están poniendo en contra del KERS, es porque tienen sus cabezas atascadas en la arena, porque es el futuro, y si la Fórmula 1 no se adapta, va a estar en dificultades muy serias.

Alex Wurz (Piloto de pruebas): Hemos rodado con el KERS y es una experiencia muy interesante y prometedora. Cada vez aprendemos más y empezamos a entender completamente sus posibilidades. Es un desafío muy interesante y esperamos seguir desarrollándolo.

FORCE INDIA

SISTEMA: Eléctrico de Ferrari o McLaren, mecánico de Honda.
ESTRENO EN PISTA: 2009.
POSTURA SOBRE EL KERS: Indiferente.

Vijay Mallya (Propietario): Ya sea en el sistema KERS o en el propio monoplaza 2009, apoyo el recorte de los costes. Como usamos los motores Ferrari, dependemos de ellos y espero que nos den un precio asequible. Desarrollamos nuestra propia caja de cambios y compramos el motor, así que desarrollar un KERS por separado es complicado. Así que estamos en negociaciones con Ferrari para que nos suministre todo el conjunto. Para nosotros no tiene sentido desarrollar nuestro propio sistema.

Mike Gascoyne (Director Técnico): Creo que la seguridad es una de las cosas que nos estresa, pero es sólo un problema de ingeniería y un desafío. Al final, se trata de mover 70 kilogramos de combustible a unos 300 Km/h alrededor de las curvas. Debemos ser rigurosos, pero es igual que muchos otros desafíos que el coche nos propone.

Hemos visto el tipo de sistemas que hay disponibles. Sí, estamos trabajando con nuestro suministrador de motores y eso lo hace todo más razonable. También estamos teniendo en cuenta nuestras propias ideas. Creo que, desde el punto de vista de ingeniería, es un reto interesante, pero también desde el punto de vista de la competición. Puede producir alguna variación en el modo de usarse y creo que el mensaje que envía es muy bueno para la Fórmula 1.
Hacer funcionar el sistema para el principio de la temporada próxima es un reto muy grande y más cuando te ves atado por algunos problemas de ingeniería adicionales, pero estoy seguro de que lo conseguiremos. Obtendremos mejores baterías y más ligeras, mejores soluciones mecánicas, conseguiremos llegar a lo más alto de este reto. Sólo con 12 kilogramos más de peso, el KERS empieza a ser irrelevante para el coche y no aporta beneficios.

MCLAREN

SISTEMA: Eléctrico de fabricación propia.
ESTRENO EN PISTA: 17/09/08.
POSTURA SOBRE EL KERS: Apoyo total.

Martin Whitmarsh (Oficial en Jefe de Operaciones): Creo que el reto para los ingenieros es desarrollar un sistema que pueda funcionar en cada circuito y dar una ventaja en el tiempo de vuelta, pero no es fácil. Para que el nuevo sistema funcione hay trabajar en la distancia entre ejes, el centro de gravedad, el peso y la altura del coche.

Norbert Haug (Director de Mercedes Motorsport): Creemos que podemos hacer una gran parte del desarrollo en la fábrica. Mercedes-Benz tiene muchos conocimientos acerca de esta técnica, así que estamos en la buena dirección. Nuestra compañía tiene mucha experiencia con el KERS, como todo el mundo sabe, a través de nuestros coches de serie, al igual que BMW. Es un reto interesante, aunque no barato.

Publicado en el número 103 de Grand Prix (12 de octubre de 2008)

[Dvd360]

Reglas del KERS para el año 2009

El uso de cualquier dispositivo que entregue potencia a los palieres, salvo el KERS y el motor atmosférico de 4 tiempos y 2,4 litros, no está permitido.

Con la excepción del KERS a carga completa, la cantidad de energía de retorno almacenada en el auto no debe exceder los 300kJ. Todo lo que pueda ser recuperado a un ritmo superior a 2kW no deberá ser superior a 20kJ.
La potencia máxima, dentro o fuera, de cualquier KERS no deberá ser superior a 60kW (81bhp). La energía liberada del KERS no podrá ser superior a 400kJ en una vuelta. Las mediciones se tomarán en la conexión con la rueda trasera del tren de mando.

Cualquier KERS sólo podrá ser capaz de aumentar la energía almacenada, mientras que el coche se esté moviendo en la pista. La liberación de energía de cualquier sistema de este tipo debe permanecer bajo el control completo del conductor en todo momento mientras el coche esté en la pista.

Los coches deberán estar equipados con sensores homologados que proporcionen todas las señales necesarias para el DEG (control FIA) a fin de verificar que los requisitos arriba señalados están siendo respetados.

Todos los componentes necesarios como parte de un KERS serán controlados por la SECU (centralita electrónica estándar)

A la vista de lo anterior, queda claro que el aparato es capaz de entregar potencia en los palieres, obviamente a través de la caja de cambios, al estilo del famoso botón P2P o PTP (push to pass, pulsar para adelantar) disponible en las fórmulas americanas.
Es evidente que el KERS no será 100% eficiente, pero el 90% de eficiencia se piensa que es factible.
Pero, ¿cuánta energía son esas cantidades que se mencionan?

Para aclarar este punto nos basta con saber:

Un joule es un vatio segundo, y un Kw/h es equivalente a 1,341cv de potencia.
Por lo que el máximo 300kJ almacenado es de 5 segundos a 60kW, redondeando... 80cv de potencia disponible durante 5 segundos.

La FIA ha definido la cantidad de recuperación de energía a 400kJ por vuelta, dando al conductor un extra de 80cv a lo largo de un período de 6,67 segundos, mientras que los motores son capaces de entregar alrededor de 740cv.

Bueno, hemos visto que con el susodicho artilugio se podrá disponer de una potencia considerable durante 5 segundos como máximo, o menos potencia durante más tiempo, lo que obviamente supondrá un aliciente para los intentos de adelantamiento, lo cual, desde el punto de vista del aficionado será de agradecer.

Cómo se consigue esa energía

Este asunto ya es harina de otro costal.
Para entender cómo se realiza esa captura de energía, estaría muy bien poder entrar en la teoría de la física, pero eso es lo que pretendo evitar, aunque vamos a intentarlo.

Supongo que todos habremos usado alguna vez uno de esos juguetes a los que hay que darles con la mano unas cortas carreritas para que se carguen, y al soltarlos salen corriendo hacia delante, bueno, pues el caso está basado en lo mismo, en esencia, hay colocado un disco de metal más o menos gordo y pesado pero siempre de mucho mayor diámetro o grosor que el eje de las ruedas del juguete en el que está sujeto, de tal manera que lo que hacemos cuando le damos esas carreritas para cargarle es imprimir una elevada velocidad de giro en ese disco de metal, lo que unido a su masa (peso) le confiere una notable cantidad de inercia al disco y por consiguiente al eje de las ruedas, lo que obviamente hace correr al cochecito, tortuga o lo que fuere

Ese disco de metal es lo que se llama un volante de inercia. Y un volante de inercia es la base del funcionamiento del KERS.

Resumiendo mucho, se puede decir que un volante de inercia está montado en el sistema del KERS, de tal manera que durante las frenadas e incluso durante las aceleraciones, se le va confiriendo cada vez más velocidad de giro a ese volante de inercia, hasta alcanzar los valores energéticos definidos en la reglamentación.

En esencia ese es todo el misterio, aunque aún queda otro no menos importante para solventar, cómo almacenar, conectar y entregar las energías adquiridas por ese volante de inercia, pero eso quedará para el segundo y (creo, pero no es seguro...) último capítulo.


Volante de inercia y Variador (CTV, Transmisión de Variación Continua) de Torotrak y Xtrac Inc.,
su prototipo de KERS mecánico.

Tipos de KERS

El principio es claro, pero los métodos para hacer girar ese volante, así como la utilización de esa energía contenida en dicho volante de inercia puede ser de lo más variada, por y en base a ello se pueden clasificar (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 obvias, 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.
El sistema completo con menos peso es el hidráulico, 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 tampoco baja de los 25Kg. Estos pesos se supone que serán reducidos en las versiones "finales", pero no parece que vaya a haber mucha más reducción, el más propenso a una gran rebaja es el eléctrico (según la química de los acumuladores) pero no se cree que pierda más de unos 5Kg como mucho.

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. Este es el principal argumento de los que dicen que puede merecer la pena correr sin KERS

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 eléctrica 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 repostajes 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 este 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 términos 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 sujeciones, 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 (Nota Dvd360: los slicks que se utilizarán el año que viene proporcionan mucho más agarre en el tren delantero, por lo que los equipos están intentando adelantar el KERS lo máximo posible. No obstante, Bridgestone también está intentando equilibrar el grip de sus neumáticos delanteros y traseros, llegando incluso a proponer a los equipos reducir el ancho de los delanteros, cosa que se rechazo por unanimidad).

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 CTV (Transmisión de Variación Continua, y vulgarmente en este asunto Variador) y este se conecta mediante el árbol de salida de la caja de cambios al piñón 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.

Información extraída de http://www.todo-f1.com/, realizada por calleja.

Esto es todo. Es mucha información de golpe, pero creo que aclara muchas cosas sobre el KERS.

[revolutionman]

Magnífico 'post'.
El reto para los fabricantes y equipos es desarrollar y aplicar esta tecnología de forma eficiente en competición.

El reto para mí es poder leer todo el post antes de que acabe la temporada y simultánea o posteriormente, entender al menos, un 20% de lo que lea.

De momento, leyendo por encima y solo con los comentarios posteriores, ya he aprendido un montón de cosas respecto a normativa, técnica y aplicación práctica del KERS.

De verdad, gracias por tu tiempo... y Dios quiera que pueda disponer del mío para aprovechar el tuyo.