F1: Túnel de vento da Red Bull tem 75, mas deverá ser substituído em breve

Aerodinâmica. A palavra-chave para o sucesso na F1. Um monolugar é constituído por milhares de peças e todas elas podem fazer a diferença, mas são as peças responsáveis por direcionar o ar à volta do chassis que dá às equipas os maiores ganhos. A Red Bull, graças a Adrian Newey, tem sido uma das equipas que mais sucesso tem tido nesse departamento e continua a usar um túnel de vento que tem 75 anos, construído no tempo da guerra fria. Os planos para um novo túnel de vento estão a ser feitos, mas a antiga estrutura ainda será usada para o carro de 2024 e muito provavelmente até ao fim deste ciclo regulamentar.

Chapman foi o primeiro a usar a aerodinâmica

Há quem diga que nos primórdios da F1, o mais importante era o motor e a aerodinâmica era apenas um pensamento secundário nos engenheiros. ” A aerodinâmica é para aqueles que não sabem construir motores” terá dito Enzo Ferrari nos anos 60, numa altura em que o conceito de controlar os fluxos de ar era pouco valorizado. No entanto, em 1968, o lendário Colin Chapman começou a desenvolver os seus carros num túnel de vento, com o Lotus 49B a receber as primeiras fortes influências desse estudo na sua construção. Desde então que a aerodinâmica ganhou relevo e se tornou no trunfo para as equipas que querem vencer. A ideia passa por “colar” carro ao chão, com asas para o efeito, que funcionam ao contrário das asas, feitas para levantar grandes pesos. Aqui as asas são pensadas para “agarrar” o carro ao chão para que nas curvas possa ter aderência máxima e, assim, poder curvar com maior velocidade. O segredo da velocidade dos monolugares da F1 não está na sua potência, mas sim na forma como aceleram, travam e curvam.

A importância das asas

A cerca de 150 km/h, o carro gera tanta força descendente como o seu peso (o peso mínimo do carro é de 798 kg). Quando se chega ao fim da reta, onde o carro está a circular à velocidade máxima, a força descendente é provavelmente três ou quatro vezes superior ao peso do carro. Mas o truque é conseguir o máximo de apoio aerodinâmico, sem arrasto. O arrasto é a resistência que os carros encontram ao circular a altas velocidades pelo ar. Quanto menos arrasto, mais velocidade se poderá atingir. O problema é que para criar apoio aerodinâmico, vamos inevitavelmente criar arrasto e é o equilíbrio entre arrasto e apoio aerodinâmico que tem de ser encontrado. O McLaren deste ano, por exemplo, era um carro que criava bom apoio aerodinâmico em curva, mas também criava grandes quantidades de arrasto, que provocava uma velocidade de ponta muito baixa, tornando o carro pouco competitivo. A Red Bull conseguiu encontrar o equilíbrio certo e tem dominado.

A Red Bull tem sido referência na construção de chassis de qualidade. É muito raro o ano em que a Red Bull não constrói um bom chassis e, nos primeiros anos da era híbrida, o insucesso da equipa deveu-se mais à falta de competitividade dos motores Renault, do que à falta de qualidade dos chassis.

Como são usados os túneis de vento?

Para ter um bom chassis é preciso muito tempo de investigação e testes. Esses testes são feitos na sua grande maioria em CFD, “Computational Fluid Dynamics”, que em português significa “Dinâmica dos Fluidos Computacional”, uma área da física que usa métodos numéricos para resolver as equações da dinâmica dos fluidos. Uma vez obtidos resultados interessantes nas simulações CFD, as equipas passam para um estudo mais aproximado da realidade e para isso usam túneis de vento.

Os túneis de vento funcionam através da simulação das condições aerodinâmicas que o carro experimenta numa pista, num ambiente controlado. O modelo do automóvel é fixado e colocado no interior do túnel, e é gerado um fluxo de ar à sua volta. Sensores e outros instrumentos medem a força aerodinâmica que atua sobre o modelo do carro, permitindo aos engenheiros analisar e otimizar o seu design. Este ambiente controlado permite às equipas experimentar várias formas, configurações de asa e outros elementos aerodinâmicos para encontrar configurações fiáveis, eficazes e eficientes. Os túneis de vento são também utilizados na indústria aeroespacial (os primeiros usados na F1 eram pensados exclusivamente para o desenho de aeronaves) mas os túneis usados na F1 evoluíram e agora têm também um chão móvel, que se move à velocidade do fluxo de ar, para tentar reproduzir o mais fielmente possível as condições da pista. Alguns túneis de vento podem receber modelos à escala 1:1, mas as equipas podem apenas usar modelos com até 60% do tamanho do carro real, para efeitos de economia. Os túneis de vento também não podem exceder fluxos de ar acima dos 180 km/h, também para minimizar custos. Isto é uma limitação que impede as equipas de saberem de forma precisa o comportamento do carro a velocidades superiores. Assim, teste final é em pista em que os valores obtidos são comparados com os valores obtidos no túnel de vento. O termo “correlação” é muito usado nos testes e uma boa correlação significa que os dados obtidos em pista são semelhantes aos obtidos no túnel de vento. Uma boa correlação implica que uma peça testada no túnel com bons resultados deverá resultar bem em pista. Uma má correlação dificulta a fluidez dos trabalho e exige que os modelos matemáticos sejam ajustados. O que se pretende é que uma peça testada com sucesso no túnel de vento dê algumas garantias de sucesso em pista assim que implementada.

Red Bull segue exemplo da Aston Martin e da McLaren

Muitas equipas têm investido grandes somas de dinheiro para construir novos túneis de vento, como é o caso da McLaren e da Aston Martin. A Red Bull pretende também investir num novo túnel de vento e tinha já feito o pedido para as licenças de construção, mas houve um volte face e a equipa encontrou um novo terreno para construir, o que poderá atrasar um pouco o plano. Até lá deverá continuar a usar o seu túnel de vento em Bedford… com 75 anos.

It is worth noting that Red Bull had one of the smallest wind tunnel testing allocations for the development of its 2022 car. The company uses the oldest wind tunnel in F1, the former RAE wind tunnel in Bedford, England. pic.twitter.com/tiFOE8EPdG

— Cllr Sam S Collins (@NorthHertsSam) February 24, 2022

Trata-se de uma infraestrutura construida nos anos cinquenta. O túnel foi inicialmente construído como parte das instalações do Royal Aeronautical Establishment. A construção no local de Twinwoods Farm começou em 1947 e o seu objetivo era fazer avançar a tecnologia da aviação militar britânica. Quando concluído, o local dispunha de cinco túneis de vento. Uma dessas estruturas era um túnel de baixa velocidade em circuito fechado de 4 metros por 3. Este túnel foi amplamente utilizado para testar as características de descolagem e aterragem de aeronaves no seu tapete rolante. Tinha uma gama de velocidades até 320 km/h. A produzir o fluxo de ar, uma ventoinha de seis pás com nove metros e meio de diâmetro, acionada por um motor elétrico de 1500 CV (1125 Kw). Em termos de uniformidade e estabilidade, o fluxo de ar na secção de testes era de tal qualidade que o tornava um dos melhores túneis de vento de baixa velocidade do mundo. Uma característica especial era que, equipado com uma “pista” de tapete móvel, tinha capacidade para avaliar as características de descolagem e aterragem de veículos aéreos. Aeronaves como o Panavia Tornado, o Harrier e o Concorde, entre muitas outras aeronaves.

Edifício com muita história

A instalação foi comprada pela Arrows em 2001. Com a compra da Jaguar em 2004 a Red Bull passou a usar essa instalação que foi completamente renovada para receber os testes para F1. A idade do túnel de vento foi salientada por Horner que adjetivou a estrutura como uma “relíquia da guerra fria” na altura em que a equipa foi penalizada com menos tempo de túnel de vento. Dada a idade da estrutura, nem sempre é possível atingir as velocidades exigidas, dependendo do calor ou do frio que se faz sentir. E mesmo em condições ideais o fluxo de ar ainda demora a atingir os níveis necessários, o que faz perder muito tempo. Mas, com essas limitações (que alguns acreditam ser exageradas) a equipa tem feito um excelente trabalho. O túnel de vento de Bedford vive os seus últimos dias de vida como túnel da Red Bull que quer ter em 2026 o seu novo túnel completamente operacional. Mas é uma estrutura com uma história tremenda, tendo ajudado a desenhar algumas das mais fantásticas máquinas do mundo.