Adquisición de datos en la Fórmula 1
Como ya hemos hablado varias veces, la Fórmula 1 es mucho más que unos cuantos monoplazas dando vueltas a un circuito. Es la más alta categoría del automovilismo y por eso se sitúa a la vanguardia de la tecnología. Todos los detalles son cuidados al máximo y merecen la máxima atención. Los equipos trabajan en multitud de áreas como la aerodinámica, la electrónica, la tracción, las suspensiones, los materiales, etc. Trabajan muy duro para conseguir ser competitivos, mejorar constantemente y ser los mejores para finalmente ganar.
Un equipo se pasa varios meses para diseñar su monoplaza, hacen cálculos teóricos, modelos matemáticos, diseños CAD, estudios de dinámica de fluidos, pruebas en el túnel de viento, etc. Tanto los ensayos en el túnel de viento cómo los estudios de dinámica de fluidos sirven para comprobar los modelos matemáticos y evaluar la eficiencia del coche. A pesar de la tecnología de la que disponemos hoy en día, no es posible simular la realidad con total exactitud. Por esta razón aun se siguen haciendo ensayos en pista, es decir, hacer comprobaciones empíricamente.
Para poder evaluar los resultados de un ensayo, los equipos deben recoger información. Esta información puede ser de muchos tipos: revoluciones por minuto (rpm) del motor, temperaturas, presiones, velocidades, etc. y generalmente procede de sensores. Posteriormente se procesa y estudia para ver si se avanza en la dirección correcta y si los resultados son los esperados. Por esta razón es muy importante disponer de la máxima cantidad de información, y se consigue de manera proporcional con los kilómetros recorridos.
En este artículo vamos a hablar sobre la información que recogen los equipos, que tipos hay, cómo la recogen, para qué sirve, que hacen para analizarla y cómo trabajan en general.
Breve pincelada a los iniciosUn sistema de adquisición de datos está formado esencialmente por dos bloques básicos: el primero es el formado por los sensores (son los que obtienen la información) y el segundo es el formado por el sistema que memoriza los datos. Este tipo de sistema apareció en la Fórmula 1 alrededor del año 1960. Más adelante se incorporó otro bloque que permitía transmitir datos directamente del monoplaza al box, la telemetría, pero esto ya fue unos 20 años mas tarde.
Dichos sistemas aparecen por la necesidad de los ingenieros de conocer el estado de la maquina una vez esta en pleno funcionamiento. Éste paso hace que los ingenieros obtengan una retroalimentación del coche. Se establece comunicación. Evidentemente esta es la clave para ir siempre mejorando y podríamos decir que se establece un circuito de lazo cerrado.
¿Qué datos nos interesan?A los ingenieros puede interesarles tener controlados muchos parámetros, por ejemplo: presión y temperatura de los neumáticos, revoluciones por minuto del motor, temperatura del aceite del motor, presión del combustible, temperatura de los escapes del motor, distribución de presiones en el difusor, velocidad, temperatura de las baterías del KERS, aceleraciones longitudinales y laterales, etc.
Algunas de estas mediciones pueden ser muy útiles en carrera, ya que avisan de un mal funcionamiento y se puede realizar algún ajuste si es necesario. Pero en general contribuyen en el desarrollo del monoplaza confirmando o refutando los modelos matemáticos creados en las fases de diseño.
¿Y con qué frecuencia nos interesa obtener los datos? La velocidad de muestreo (Hz) es una característica muy importante de nuestro sistema de adquisición de datos. Nos determina cada cuanto podemos tomar una medida. No es mejor un sistema que vaya muy rápido que otro más lento, esto dependerá de cómo varíe el parámetro medido.
En pretemporada es muy importante recoger datos
Más que nunca en pretemporada los equipos recogen toda la información posible y la van almacenando para procesarla a posteriori y sacar conclusiones. Los entrenamientos son pocos y se deben aprovechar al máximo.
Es importante recoger muchos datos de un mismo tipo de prueba para tener homogeneidad y fiabilidad en la información obtenida. Por otra parte, también es muy importante que se hagan distintos tipos de pruebas, es decir, hacer tandas con poca carga de gasolina, con mucha gasolina, con alta carga aerodinámica, probar el alerón móvil, probar KERS y también probándolo todo junto, etc. Esto es fundamental para comprender el funcionamiento del coche y cómo se comporta en las distintas situaciones: combinando la carga de gasolina, la carga aerodinámica y también el desgaste de los neumáticos.
En general los equipos tienden a forzar mucho la máquina de tal forma que lleven todas sus partes al límite. Ésta es la forma que tienen de poder estimar la vida para las piezas y si es el caso mejorar su fiabilidad (reducir la probabilidad de fallo).
Método de trabajoUna de las claves del éxito en los tests es ir "paso a paso". Antes de empezar a probar evoluciones y elementos nuevos se debe comprobar que todos los sistemas funcionen correctamente y que no hay problemas de ningún tipo. Una vez hechas las comprobaciones básicas ya se puede empezar a trabajar con el coche en serio. Evidentemente no de cualquier manera sino con un elaborado plan de pruebas. En general se dedica mucho tiempo a tener un coche fiable, estable y a conocer su comportamiento. Este año está siendo aun más una carrera a contrarreloj para aprender cómo funcionan los nuevos sistemas: KERS y alerón trasero móvil, antes de la primera carrera en Melbourne.
El paso final es evolucionar el monoplaza aerodinámicamente para conseguir sacar lo mejor del conjunto que ahora ya es fiable y debería terminar las carreras.
Análisis de datosLa cantidad de datos recogida es tan grande que se hace imposible procesarla al mismo tiempo al que se obtiene. Los equipos suelen procesar datos por la noche y mucho más a fondo una vez se terminan las pruebas y vuelven a sus sedes.
Para el procesado se utiliza software especializado que permite entender y sacar información de dónde a priori parece que no hay nada. Se utiliza mucho el formato gráfico para poder interpretar los distintos parámetros.
La cantidad de información que se obtiene en un día de tests es increíble, por lo que una de las labores más importantes es quedarse sólo con la información que nos interesa. Para que os hagáis una idea, en un día entero de tests un equipo puede recoger lo equivalente a una pila de hojas DIN-A4 de 2,5 kilómetros de alto.
Con éste artículo lo que pretendíamos era enseñaros cómo de importante la parte de adquisición de datos en la Fórmula 1 y que tuvierais una visión general del tema. Los equipos invierten mucho dinero y tiempo en este aspecto porqué es muy importante para el desarrollo del coche.
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Renault ya lo usó la temporada pasada.
