¿Qué alimenta el motor y el tren motriz de un coche de F1?

Desde la introducción del KERS en 2009, los coches de Fórmula 1 ya no dependen únicamente de motores de combustión, y el término «motor» ha sido sustituido por «grupo motopropulsor» para reflejar el hecho de que la propulsión ya no se basa únicamente en un motor de combustión.

En 2009, la FIA introdujo la norma KERS en la Fórmula 1, estableciendo un sistema de sobrealimentación que recupera la energía cinética durante el frenado. Desde sus inicios, el grupo motopropulsor se ha desarrollado hasta convertirse en un conjunto de cinco partes que incluye tres motores distintos y que puede proporcionar al menos 1000 CV en su pico. Solo el motor de combustión interna (ICE) y el motor cinético (MGU-K) impulsan realmente el coche; el motor térmico (MGU-H) se limita a producir electricidad que luego se suministra al MGU-K.

Componentes del grupo motopropulsor de la F1 – ICE: motor de combustión interna – MGU-K: unidad de recuperación de energía cinética – MGU-H: unidad de recuperación de energía térmica – ES: almacenamiento de energía (baterías) – CE: electrónica de control

Estas piezas se dividen en dos grupos: el propio MCI y el sistema de recuperación de energía (ERS). El peso mínimo combinado ha aumentado a 150 kg para la temporada 2021, frente a los 145 kg de 2020.

Motor de combustión interna El motor de combustión interna se compone del motor propiamente dicho y de un turbocompresor. El motor está conectado a la caja de cambios, mientras que el turbo aumenta la presión de admisión de aire para maximizar la potencia. La normativa exige un motor V6 de cuatro tiempos y 1,6 litros con seis cilindros dispuestos en un ángulo de 90° y un total de 24 válvulas. No debe superar las 15 000 rpm y está limitado a un caudal de combustible de 100 kg por hora una vez que el régimen supera las 10 500 rpm. El combustible se inyecta directamente a 500 bares por cilindro, y la turbina de escape del turbo tiene un límite máximo de 125 000 rpm.

Durante una vuelta de Gran Premio, los seis cilindros se encienden más de 46 000 veces y, a plena carga, el turbo ejerce sobre cada pistón una fuerza comparable al peso de cuatro elefantes. ### Sistema de recuperación de energía (ERS) El ERS incluye el MGU-H, el MGU-K y las baterías, y debe ser capaz de almacenar hasta 4 MJ de energía por vuelta. El peso de las baterías está limitado a 20-25 kg, lo que es suficiente para esta capacidad de 4 MJ. Desde la aparición del KERS en 2007, las baterías han perdido 87 kg, al tiempo que ofrecen una capacidad de almacenamiento mucho mayor y una descarga más rápida. Mercedes afirma haber logrado un aumento de la eficiencia del 56 % desde la normativa de 2009.

MGU-K: montado en el eje trasero, este dispositivo captura la energía cinética cuando el piloto frena. Un motor de fricción bloquea las ruedas, transforma la energía cinética en electricidad y la almacena en la batería. La carga almacenada puede liberarse posteriormente para añadir hasta 161 CV (121 kW) bajo demanda. Límites técnicos: 50 000 rpm, 2 MJ almacenados por vuelta, se pueden suministrar 4 MJ y la potencia máxima se puede utilizar durante 33,3 segundos.

MGU-H: situado entre la turbina y el compresor del turbo, recupera el calor de los gases de escape. A diferencia del MGU-K, el MGU-H puede funcionar de forma continua, ya sea alimentando directamente al MGU-K o recargando la batería. Su régimen máximo es de 125 000 rpm y no tiene ningún límite práctico en términos de energía almacenada o suministrada. Todos estos subsistemas están coordinados por sofisticados componentes electrónicos de control. Los modernos calculadores electrónicos deciden en cada momento la fuente de energía que se va a utilizar, la cantidad de energía que se va a extraer de la batería y la intensidad de la recuperación de la energía de frenado. Los pilotos pueden modificar estos ajustes desde el volante, pero la lógica subyacente funciona automáticamente. ### Fiabilidad y reutilización de los componentes

Desde hace varias temporadas, la FIA insta a los fabricantes a construir motores capaces de sobrevivir a varias carreras, un objetivo que se ve facilitado por la reducción a la mitad de la cilindrada, que pasa de 12 L a 1,6 L, y por la imposición de un límite de revoluciones. Sin embargo, la propia complejidad de los actuales grupos motopropulsores aumenta el riesgo de averías: todos los elementos están interconectados, por lo que un solo fallo puede poner fin a una vuelta. El número y la interconexión de los componentes dominan ahora el panorama de la fiabilidad.

Distribución típica de los componentes por piloto (2020-2021) – Motor de combustión interna: 3 unidades – MGU-K: 2 unidades – MGU-H: 3 unidades – ES (baterías): 2 unidades – CE (electrónica): 2 unidades

La evolución de estos sistemas refleja la historia más amplia de los motores de F1, una historia de adaptación continua y escalada tecnológica.

El rugido de un coche de Fórmula 1 ha cambiado considerablemente en las últimas cuatro décadas, pasando de los estruendosos V12 de los años 80 a los silenciosos motores híbridos de hoy en día. Esta historia está marcada por una reducción constante del tamaño de los motores y por su electrificación, motivada tanto por la normativa como por la búsqueda de la eficiencia.

Antes de 1990, los equipos podían elegir entre motores V12, V10 o incluso V8, cada uno de los cuales ofrecía una potencia bruta a su manera. En la década de 1990 surgió el V10 como arquitectura dominante, un equilibrio entre velocidad y fiabilidad que definió toda una generación de carreras. En 2001 se produjo un cambio decisivo cuando la FIA impuso un V10 de 3 litros, uniformizando así la cilindrada en la parrilla de salida. Seis años más tarde, la fórmula volvió a modificarse: se hizo obligatorio un V8 de 2,4 litros, lo que supuso el primer gran paso de este deporte hacia motores más pequeños y eficientes en cuanto al consumo de combustible. La introducción del KERS en 2009 añadió una nueva dimensión eléctrica, permitiendo a los pilotos recuperar y reutilizar la energía para breves impulsos de potencia adicional. Esta experiencia allanó el camino para la remodelación de 2014, cuando el campeonato adoptó motores V6 turbo-híbridos de 1,6 litros equipados con un sistema ERS completo —el MGU-K (cinético) y el MGU-H (térmico)— que transformaba el calor residual y la energía de frenado en una ventaja competitiva. En la actualidad, solo tres fabricantes suministran estos sofisticados motores: Mercedes, Renault y Ferrari. Honda, socio desde hace mucho tiempo, se retiró tras la temporada 2021, lo que llevó a Red Bull a lanzar su propio programa de motores a partir de 2022. La lista de antiguos proveedores parece un panteón de la ambición automovilística: BMW, Peugeot, Toyota y muchos otros han ido y venido, dejando cada uno su huella en la evolución técnica de este deporte.