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24 abril 2008

El sistema de recuperación de energía cinética (KERS)

El KERS mecánico

Por fin el tan esperado post sobre el KERS, siglas para denominar al Kinetic Energy Recovery System, o lo que es lo mismo, el sistema de recuperación de energía cinética. La idea es tan sencilla como imaginarnos un dispositivo capaz de recuperar la energía cinética que se pierde en forma de calor en las frenadas, para acumularla de algún modo y transformarla cuando nos convenga (mediante un botón, por ejemplo) en energía mecánica que ayude en la aceleración del monoplaza.

En principio, la idea generalizada que asocia el KERS a una Fórmula 1 más verde no es del todo correcta, pues si bien es cierto que se recuperará energía de las frenadas, la misma no se utilizará para reducir los consumos de combustible, sino para inyectar un extra de potencia puntual cuando se necesite. Será una potencia “gratuita” medioambientalmente, eso sí, pero mientras no haya cambios de motorización, con KERS o sin KERS, los consumos y las emisiones será idénticos a los actuales.

De entrada, los 60 kW (unos 80 CV) adicionales que tendrán los pilotos en 2009 durante unos escasos 6,67 segundos pueden parecer poca cosa, pero pensemos que 2009 todavía no será un año en el que el KERS marque diferencias reales a nivel energético, ni mucho menos. Cuando lleguen en la próxima década los motores limitados a 400 CV, y la normativa permita al KERS extraer energía de ambos ejes para aportar una potencia adicional de cerca de 270 CV durante 8 segundos, disponer de un dispositivo eficiente será fundamental.

Ya que hemos mencionado entre líneas el necesario desarrollo del KERS, es poco comprensible que la FIA defienda a ultranza la reducción de costes para áreas como la del motor, y aventure a los equipos a invertir ingentes cantidades de dinero en una tecnología novedosa en la Fórmula 1 (aunque fue prohibida por la FIA en el 99 cuando Mario Illien diseñó un sistema hidráulico para McLaren que le hubiera proporcionado 45 CV adicionales durante 4 segundos). Estamos todos de acuerdo que el reto es tecnológicamente interesantísimo, y que los avances en este campo serán fácilmente trasladables a los coches de calle, pero no olvidemos que los Williams, Red Bull o Force India no se meten en la Fórmula 1 para mejorar los coches de calle. En definitiva, es un claro guiño a los fabricantes, y una nueva patada a los privados.

Centrándonos un poco más en el dispositivo en cuestión, las alternativas que deben barajar todas las escuderías son tres: un sistema mecánico, un sistema eléctrico, o un sistema neumático. Parece que la tendencia generalizada será la opción mecánica, aunque pudiera ser que algún equipo se descolgara en 2009 con una solución basada en un motor eléctrico que almacenaría la energía en una batería o un volante de inercia.

Diagrama del KERS mecánico

La opción mecánica tiene la ventaja de ser un sistema mucho más compacto, ligero (20-25 kg) y eficiente, aunque cuenta con el inconveniente de tener que estar obligatoriamente ubicado cercano a la transmisión. Sin embargo, aunque el sistema eléctrico es menos eficiente energéticamente, pues la energía debe transformarse en eléctrica y posteriormente en mecánica, con las consiguientes pérdidas, su gran ventaja radica en poder colocar el volante de inercia o la batería en el lugar deseado del monoplaza, y eso a nivel de diseño integral puede ser una gran ventaja. Además, la eficiencia energética no es fundamental mientras el límite de energía por vuelta sea de 400 kJ, muy inferior a la energía recuperable en frenada en la mayoría de circuitos.

Para poner un ejemplo práctico de lo que sería un KERS, os describo a continuación de una forma muy básica un sistema mecánico diseñado a raíz de la colaboración de tres empresas británicas (Torotrak, Xtrak y Flybrid Systems), en el que ya se han interesado un par de escuderías. Su sistema está basado en un volante de inercia acoplado a una CVT (transmisión continuamente variable): en función de la relación de transmisión escogida en el CVT, el volante de inercia, fabricado en acero y fibra de carbono, se acelerará para acumular energía cuando el monoplaza esté frenando (¡el volante puede girar hasta las 60.000 rpm!), o bien se frenará cuando la esté liberando a petición del piloto.

En Racingpasión | La FIA presenta los planes de desarrollo del KERS

Más noticias sobre: Tecnología, Fórmula 1
Tags: KERS
Comentarios (18) | Trackback

Comentarios

Totalmente de acuerdo con eso de que la FIA quiere reducir gastos de motor, y te mete este proyecto ahora para que el dinero que ahorras lo gastes ahi. Al final siempre sera lo mismo, los equipos grandes haran grandes desarrollos y eso los distanciara de equipos medios, y la igualdad presuntamente adquirida al capar a los monoplazas de muchas de sus caracteristicas se vendra al traste.

Me parece muy bien a nivel tecnologico, pero al final la F1 parecera una partida de NFS, con sus nitros y sus chorradas. Solo le faltan los neones bajo del coche. Estos avances podrian aplicarse mejor al DTM O AL WTCC…pero bueno, ya se vera.

#1 | Escrito por job | 24 abr 2008 13:47

Mejora la potencia recortada por otro lado, por la estúpida normativa, luego no mejora nada. La eficiencia energética en un fórmula 1 es prácticamente un absurdo.
Si patrocinara la F1 el desarrollo de estos sistemas para los coches de calle harían un gran servicio, y dejarían de fastidiar lo único que importa al aficionado, las carreras.

#2 | Escrito por toni22m | 24 abr 2008 14:03

Sinceramente limitar a 400cv la potencia de los coches me parece una enorme gilipollez… Por que no limitan los consumos y así veremos desarrollos útiles para la calle… Y además conseguiran coches más "verdes".

Con una medida así los constructores de motores invertirian en mejorar la eficiencia de sus motores. Así el KERS serái igualmente un apoyo a estos desarrollos…

Igual digo una tonteria, pero parece que los hilos que mueven la F1 estan ya un poco oxidados… Siguen pariendo ideas absurdas que no llevan a ningun lado…

#3 | Escrito por nabopolasar | 24 abr 2008 14:11

400 mierda cv?????

Pues sí que vamos bien. Al final voy a ir a competir yo con mi Fiat Grande Punto y hasta haré un buen resultado…

#4 | Escrito por paleon | 24 abr 2008 14:16

¿Cuanto se supone que tardaria en recuperar de nuevo toda la energia tras los 6,67"? Supongo que dependera de cantidad de frenadas q tengan q hacer y de lo fuertes q sean, pero se sabe aproximandamente????

#5 | Escrito por santrax | 24 abr 2008 14:22

Es evidente que es necesario un cambio en los "mandamases" de la F1 (tanto Mosley como el tío Bernie), han perdido el norte con el tema del dinero, por un lado congelamos una cosa para recortar gastos, por otra dejan que hagan lo que quieran con la aerodinámica (y al final se gastan más pasta), etc

No acabo de entender en que se basan para congelar campos de desarrollo, pero para mi (y no creo que sea el único) no tienen demasiada lógica. Como bien han dicho por ahí arriba, que les recorten el gasto de combustible por ejemplo y los dejen inventar cosas realmente útiles que mejoren el rendimiento. La actual política es un contrasentido, bloquea el desarrollo tecnológico en áreas que se podrían "exportar" a los coches de calle para favorecer otras completamente inútiles (y cambiantes cada año).

Está claro que todas estas movidas van a joder a los equipos pequeños, pero no queda otro camino si la F1 quiere sobrevivir, tendrán que ir cambiándose a energías "limpias".

#6 | Escrito por Deimdos | 24 abr 2008 14:41

400CV??? pero se han vuelto locos??? menos potente que un NASCAR …. humillante. Por cierto lo del KERS me parece bien.

#7 | Escrito por teo | 24 abr 2008 14:58

A mi el KERS, como ingenio mecanico, me gusta y por tanto si introducirlo en la F1 implica desarrollo en esta campo no me desagrada la idea.
Sin embargo comprendo las criticas que se hacen de el e incluso estoy de acuerdo.

Opino que limitar la potencia es una tonteria. Deberian limitar la cilindrada para favorecer diseños de motor mas efectivos.

Solo me gustaria hacer un apunte sobre el articulo. La frase:
"La idea es tan sencilla como imaginarnos un dispositivo capaz de recuperar la energía cinética que se pierde en forma de calor en las frenadas" es correctisima.
Pero en una primera lectura he entendido (mal por mi parte) que el KERS utilizaba como fuente de energia el calor que se produce en la frenada. Igual convendria reformular la oracion para que no produzca confusion. Pero vamos, es un apunte sin importancia.

Tecnicamente, yo creo que el KERS mas viable es el acoplado a la transmision y de tipo mecánico.

salu2

#8 | Escrito por orayo | 24 abr 2008 15:01

-¿¿¿¿Se utiliza durante 6,67 segundos seguidos, o se puede "dosificar"???

#9 | Escrito por GTi | 24 abr 2008 15:23

Este se aplicará a través de un botón en el volante, por lo que será dosificable. No sé si esos 6.67 segundos son por vuelta o son para toda la carrera, aunque creo que son para toda la carrera.

#10 | Escrito por paleon | 24 abr 2008 16:25

En realidad si le ayuda a acelerar, hará que acabe antes la carrera, con lo que antes apagará el motor, con lo que consumirá menos gasolina y por tanto consumirá menos :D

#11 | Escrito por Slurp | 24 abr 2008 16:35

¿La tendencia es el sisteman mecánico? Vaya, yo había leído en Autosport que era al revés. Que todos menos Honda parece que van a por el sistema eléctrico. Honda está en dudas. Aunque siendo la F1 cualquier cosa puede pasar.
El mayor problema del sistema mecánico es el efecto giroscópico del volante de inercia. Aunque al final pasará que todos los equipos compren el sistema de Flybrid para ahorrar dinero.
El sistema estará limitado en principio a 400 kJ por vuelta, lo que da 60 kW durante 6,67 segundos.

#12 | Escrito por Kippel | 24 abr 2008 17:52

Interesantísimo artículo y grandes los comentarios chavales, por lo menos para pocos entendidos en la materia.

#13 | Escrito por Julito | 24 abr 2008 21:49

Lo encuentro genial, en la Indy ya lo usaban, creo que le llamaban "power2Pass" o algo por el estilo y les funcionó muy bien, así que estoy convencido de que aumentará el espectáculo, que es lo que todos queremos.
En cuanto a lo de reducir costes, creo que lo mejor sería congelar el diseño de los motores y hacer un paquete aerodinámico "standard" para todos los equipos, y por supuesto que los equipos modestos pudieran comprar motores y chasis a los equipos punteros, entonces sí que sería un auténtico espectáculo.
El motor este de 400 caballos me parece una exageración, que quieren hacer? Los F1 de 4 cilindros y 1.8 o que?? Y encima darles 270 caballos extra?? sería más de medio coche más!!

#14 | Escrito por sagaris | 24 abr 2008 22:41

patatinpatatan, que si, es de agradecer lo que es un f1 y lo que llegan a inventar pero solo unos pueden ganar, no prima el talento del piloto, aparte cambian y hacen el reglamento como les da la gana, eso por no hablar del amaño del reglamento deportivo, todo eso perjudica al campeonato, fijaros el año pasado querian que ganara el ingles, y en inglaterra una encuesta dejo claro que no seguian masivamente la f1 porque estaba amañada y los reglamentos poco claros, alonso vete a la formula usa, donde al menos las cosas estan mas claras e igualadas, este hubiera sido un buen año visto lo visto

#15 | Escrito por ruy | 25 abr 2008 00:35

400 cv, menos carga aerodinámica, sin asistencias… Me compro un auto de calle y voy más rápido que un Fórmula 1…

#16 | Escrito por Podri | 25 abr 2008 01:29

Una pena esto, la verdad, no le veo cabida en la F1, pueden decir lo que quieran, pero esto para mi solo deparará adelantamientos aburridos, donde solo importa tener más potencia que el rival, y no ser más preciso en pista. Por que no vuelven las regularizaciones de finales de los 80 y principios de los 90? esto haria a la F1 mucho, muchisimo mas interesante, y la seguridad ya esta lo suficientemente abansada como para permitirnos ciertos "lujos", se que suena tonto, pero que no acaso esta fue la "golden age" de la F1, donde más emoción se vivió?

#17 | Escrito por chucho | 25 abr 2008 04:35

Que les den a cada equipo 100 litros de gasolina para la carrera y que hagan lo que quieran con ellos…

#18 | Escrito por ise | 29 may 2008 20:36

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