La mayoría de los autos de carrera en pista tienen algunos trucos bajo la manga para superar a la competencia. Siendo el pináculo del automovilismo, los autos de F1 no son ajenos a los complicados sistemas diseñados para hacer que los autos vayan más rápido.
Uno de esos sistemas es KERS. Se introdujo en 2009 para respaldar la estrategia doble de la F1 para promover el desarrollo de tecnologías respetuosas con el medio ambiente y relevantes para los autos de carretera en las carreras de F1, pero no se adoptó ampliamente hasta 2011.
Ha estado presente en todos los coches desde entonces.
¿Qué es KERS y cómo funciona?
KERS significa Sistema de recuperación de energía cinética. Cada vez que frena para reducir la velocidad de su automóvil, la energía cinética se pierde en forma de calor debido a la fricción entre las pastillas de freno y la rueda real. En su lugar, un KERS aprovecha esta energía y la guarda para desplegarla más tarde cuando sea beneficioso para el conductor.
Hay dos tipos principales de KERS: mecánicos y eléctricos. Si bien los despliegues de automóviles de carretera pueden usar un KERS mecánico, los constructores de F1 hasta ahora han adoptado todos los sistemas eléctricos.
Estos son alimentados por un generador eléctrico llamado Unidad Motor Generadora - Cinética (MGU-K) que convierte el calor producido por el frenado en energía eléctrica. La energía eléctrica convertida luego se almacena en una batería con una capacidad regulada por la FIA de 2MJ por vuelta, llamada Energy Storage (ES).
Cuando sea necesario, el conductor puede presionar un botón en su volante para desplegar esta potencia fusionándola con la potencia del motor gracias a un motor eléctrico generalmente ubicado en la parte delantera de la cigüeñal.
La producción total del MGU-K también está regulada por la FIA. Los sistemas anteriores tenían un tope de 60kW (aproximadamente 80bhp), pero el límite se elevó más tarde a 120kW (casi 160bhp) en 2014 para equilibrar el V6 de 1.6 litros más débil que estaba reemplazando al V8 de 2.4 litros más antiguo y más potente motor.
Si bien las especificaciones exactas del sistema KERS de un constructor de F1, llamado simplemente ERS en el deporte, sería un secreto muy bien guardado, el sistema antes mencionado forma los fundamentos de un sistema eléctrico KERS.
MGU-K frente a MGU-H
Un MGU-K no debe confundirse con un MGU-H (Calor), que es un dispositivo electrónico separado que forma la parte restante de un F1 ERS. Es un concepto similar, pero en lugar de capturar el calor de los frenos, captura la energía térmica generada por el escape del motor.
La combinación de los dos sistemas significa que la batería ahora se puede cargar incluso cuando el automóvil no está frenando activamente. Además, dado que la FIA no impone ninguna regulación sobre la MGU-H, cualquier energía generada por ella puede alimentarse directamente a la MGU-K sin pasar esencialmente por ninguna regulación sobre esta última.
El MGU-H también resuelve el retraso del turbo mediante el uso de un motor para alimentar el compresor y, por lo tanto, no requiere que la turbina espere los gases de escape. Los dos sistemas combinados forman el ERS o Sistema de Recuperación de Energía en un auto de F1.
Como se mencionó anteriormente, el despliegue de potencia a las ruedas se controla mediante un botón en el volante del conductor. Los equipos a menudo ayudan a los pilotos a frenar de forma más agresiva o cambiar de marcha de cierta manera para recargar la máxima cantidad de energía en cada vuelta o desplegarla de manera más táctica.
¿Es ERS diferente del frenado regenerativo?
Hasta ahora, si un ERS se parece mucho al frenado regenerativo que ve en los autos eléctricos en la carretera, no está equivocado. Son esencialmente la misma cosa. Ambos sistemas aprovechan el frenado de un vehículo para recargar la batería del automóvil, que luego se utiliza para impulsar las ruedas.
Sin embargo, un ERS es mucho más complicado y poderoso que las simples aplicaciones de frenado regenerativo que se ven en los autos de carretera. Los automóviles de carretera tienen sistemas de frenado regenerativo que están orientados a cargar la batería tanto como sea posible sin que el conductor frene todo el tiempo para sacar algo del sistema.
Esto ha ayudado a lograr lo que se llama conducción con un solo pedal en la mayoría de los coches eléctricos. Cuando sueltas el acelerador, el sistema se activa y reduce la velocidad del auto con una agresividad que a menudo es controlable por el conductor.
Esto asegura que la batería se cargue tanto como sea posible durante los viajes diarios al trabajo y por carretera. En cambio, un ERS se centraría en cargar la misma batería con el menor frenado posible, de ahí la combinación de MGU-K y MGU-H. El despliegue de la energía almacenada también es mucho más agresivo.
KERS en coches de carretera
Entonces, ¿podría colocar un KERS en un automóvil de carretera normal y tener vehículos con una autonomía increíble? No exactamente, teniendo en cuenta que un ERS es mucho más agresivo que el frenado regenerativo regular, habrá un par de problemas, comenzando con la batería.
Las baterías utilizadas en un ERS son mucho más resistentes a la carga y descarga rápidas, ya que soportan la peor parte de un automóvil de F1 que da más de 60 vueltas alrededor de una pista. Pueden consumir grandes cantidades de energía para recargarse rápidamente y luego proporcionar una cantidad igualmente grande de energía para agregar a la producción total del automóvil.
Las baterías de los automóviles de carretera están orientadas hacia la durabilidad, una vida útil más larga para soportar más ciclos de carga y, lo que es más importante, la seguridad. Eso no quiere decir que un ERS no sea seguro, es solo que la batería de un automóvil eléctrico o híbrido normal de carretera no podrá mantenerse al día con el sistema.
Los sistemas de frenado regenerativo en los automóviles tampoco generan tanta energía para volver a poner en la batería como la que se necesita para mover el automóvil. Esto significa que la carga ganada es mucho menor que la que proporcionaría un MGU-K.
Finalmente, el despliegue de energía también es bastante diferente, especialmente si está conduciendo un automóvil híbrido, donde los sistemas eléctricos a menudo están destinados a reemplazar la energía producida por el motor de gasolina del automóvil. En los coches eléctricos, no hay ningún despliegue eléctrico que hacer, ya que el sistema solo carga la batería.
Por el contrario, ERS en F1 o KERS, en general, se centra en desplegar la energía eléctrica almacenada en la salida existente del motor.
El futuro del KERS
A medida que los avances en la F1 hacen que las baterías y los sistemas regenerativos sean más eficientes, finalmente llegan a los autos de carretera que conducimos todos los días. Esto significa que obtendremos coches que se recargan más rápido, con una autonomía mejorada.
Hasta entonces, puede estar orgulloso de los sistemas regenerativos existentes de su vehículo para ahorrar tanta energía como ya lo hacen.
