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| Medio siglo después de su primera aparición en las carreras, ¿la fibra de carbono sigue siendo tan revolucionaria como lo fue antes? El chasis de fibra de carbono del McLaren MP4/1 se parecía mucho a uno de aluminio pintado de negro, pero a mitad de temporada una serie de dos podios y una victoria demostraron rápidamente la diferencia. |
Establecer el instante preciso de una revolución en el automovilismo es difícil, y los cambios decisivos se asocian con triunfos, no con tragedias. Pero esto fue diferente cuando John Watson estrelló su McLaren MP4/1 contra el guardrail en el Gran Premio de Italia en Monza y se bajó indemne cuando se habría matado en un auto con chasis de aluminio. La evolución tecnológica le llegó justo al británico.
Todo después del Big Bang de Watson se quita el sombrero ante John Barnard. Fue el ingeniero e innovador cuyo monocasco de fibra de carbono McLaren quién dio inicio a la era moderna de Fórmula 1. En Monza, el impacto trasero arrancó el motor, las ruedas traseras, la caja de cambios y la palanca de cambios del McLaren, y Watson salió del coche ileso, Watson asumió brevemente que el Cosworth V8 que se deslizaba por la pista era de otro auto.... 
"No estábamos contentos en ese momento, pero fue un accidente muy importante", dice el ingeniero Barnard, que ahora tiene 78 años. "La gente de la F1 había estado diciendo: Si ese coche golpea algo, explotará en una nube de polvo negro'". Barnard recuerda que un oficial británico le pidió que fuera a ver los restos del auto "Se dieron cuenta de que la estructura en sí todavía era de una sola pieza y bastante sólida", dice Barnard. 
La F1 había estado experimentando con carbono con resultados irregulares. En el Gran Premio de España de 1975, un soporte de ala de fibra en un coche de Embassy Hill falló, enviando a Rolf Stommelen por encima de la barrera de seguridad y matando a varios espectadores.
Pero el chasis estructural del McLaren, construido en el desierto de Utah por el proveedor de la NASA Hercules Inc., aumentó la rigidez en dos tercios y redujo el peso hasta en un 30 por ciento. En la emocionante era del efecto suelo, el sándwich compuesto de Barnard de láminas de fibra sobre panal de aluminio hizo posible un chasis más delgado, "apenas más ancha que el trasero de un conductor". Eso permitió alas invertidas más anchas debajo de los pontones, lo que aumentó la carga aerodinámica y la velocidad en las curvas.
Los rivales de la F1 se vieron obligados a cambiar o morir. Las ondas de la revolución todavía se sienten hoy en día, como resume el biógrafo de Barnard, Nick Skeens, en The Perfect Car: "Cambió por completo la forma en que se construían los autos de carreras, elevando los estándares de la metodología comparativamente golpeada, empapada en aceite, llave inglesa y martillo, 'soldadura, remache y esperanza' de los años 50, 60 y 70 a los palacios antisépticos, aeroespaciales, de sala limpia, impulsados por CAD y fibra de carbono de la tecnología de automovilismo de hoy".
Esos palacios incluyen el Centro de Tecnología de Compuestos de McLaren (MCTC) en Sheffield, Inglaterra donde además de los fórmula 1 se fabrican monocascos para el coche de calle Artura y su versión GT4. Un chasis del Artura pesa solo 81 kg.
Las fibras de carbono son polímeros de grafito con átomos dispuestos en anillos hexagonales que recuerdan al alambre de gallinero y le confieren una resistencia increíble. Todo comenzó cuando el británico Joseph Swan desarrolló una lámpara incandescente con un filamento de papel carbonizado en 1860, 19 años antes de la bombilla comercialmente viable de Thomas Edison que lo colocó en una burbuja de vacío. En 1958, en Union Carbide en Ohio, Roger Bacon descubrió "bigotes de grafito" que podían superar la resistencia del acero. Un gran avance comercial se produjo en 1964 en el Royal Aircraft Establishment del Reino Unido, cuyos laboratorios extrajeron carbono purificado altamente rígido de la fibra de poliacrilonitrilo, o PAN.
El PAN es un termoplástico en forma de polvo blanco, coagulado químicamente e hilado en hilos con alto contenido de carbono que son los precursores de las fibras de carbono.
Barnard atribuye a los tornos CNC multieje (Control Numérico Computarizado), que vio por primera vez cuando era director técnico de F1 de Ferrari a finales de los ochenta, el mérito de abrir un mundo de formas complejas. La piel ahora era estructura, las partes mecánicas ahora aerodinámicas, y viceversa. Barnard y sus colegas una vez hicieron cálculos con lápiz, calculadora o regla de cálculo para estimar las tensiones y cargas en las capas de tela. Ahora mandan las simulaciones por ordenador.
A medida que la potencia de las computadoras se ha disparado, "podemos comprender completamente la arquitectura exacta de un producto terminado", "Lo que John [Barnard] hizo a principios de los ochenta fue un viaje y un cambio radical. Ahora es más una evolución de aquel primer chasis. La naturaleza de este juego es un poco de aprendizaje todo el tiempo".
L´ingegnere Andrea Toso renunció recientemente como jefe de investigación y desarrollo de Dallara cargo que ocupó durante 35 años. Toso, yerno del fundador Giampaolo Dallara, se ha vuelto escéptico sobre la revolución de los compuestos. Por cada kilo ahorrado en la F1, dice, se han añadido más a través del tamaño, las baterías, la aerodinámica o los sistemas de recuperación de energía.
"Cuando se habla de la época de Barnard, el peso en seco de un coche de Fórmula 1 era de 595 kilos", dice Toso. "Después de 30 años de ingeniería aeronáutica, análisis estructural, bla, bla, los autos hoy pesan más de 800 kilos. Incluso un monocasco en los noventa pesaba 50 kilos, y ahora es de 90. El compuesto era un sueño, pero después de 40 años, vamos por el camino contrario. Si yo fuera un creador de reglas, presionaría por una reducción de peso anual real. Deshazte de las alas y difusores compuestos; No añaden nada a la seguridad. Opta por neumáticos más estrechos. Vuélvete más ágil y sencillo".
Toso reconoce que los autos se han vuelto más pesados en gran parte para proteger a los conductores, una divergencia del diseño aeroespacial por la razón obvia de que los aviones no están diseñados para que sus ocupantes sobrevivan a un accidente. "Así que la industria del automovilismo tomó un camino diferente", dice Toso.
Otros expertos enfatizan las impresionantes reducciones en las muertes y lesiones provocadas por la ciencia de los materiales. El registro de datos del accidente de Giancarlo Fisichella en Silverstone en 1997 mostró que su Jordan disminuyó la velocidad de 225 kph a cero en 0.72 segundos, similar a una caída desde más de 200 metros. El piloto solo sufrió solo contusiones en las rodillas. Diez años más tarde, en Canadá, el BMW Sauber de Robert Kubica golpeó una pared a 228 kph, sometiendo su cuerpo a una horrible fuerza de 75 G. Kubica ganó el Gran Premio de Canadá al año siguiente.
La receta básica de compuestos de resina tejida establecida por la fibra de carbono ha dado paso a innovaciones con otros hilos. Las fibras y los métodos milagrosos siguen evolucionando para aumentar el rendimiento y la seguridad, este último a menudo una respuesta a los accidentes. Después de que Michael Schumacher se fracturara dos veces la pierna en la primera vuelta del Gran Premio de Gran Bretaña de 1999, las cabinas en Kevlar se convirtieron en la respuesta de la FIA para evitar intrusiones, y una capa de Kevlar protege las alas de la desintegración en los accidentes.
Después de que Henry Surtees muriera en una carrera de F2 en 2009, golpeado por la rueda de un rival cuando se rompió su correa, la FIA aumentó los requisitos de seguridad. El Zylon, un polímero sintético utilizado en chalecos antibalas y cuerdas marinas, fue la solución para las correas de doble rueda. Zylon también remató las viseras de los cascos de carbono, impulsado por la lesión de Felipe Massa en 2009 por un resorte volador, y ahora es parte de los cascos.
El dyneema, inventado a finales de los años sesenta, es un filamento de polietileno considerado como el más fuerte del mundo: 15 veces más fuerte que el acero y lo suficientemente ligero como para flotar en el agua. Entre las innumerables aplicaciones, incluida la ropa de motocicleta, la mezcla de Dyneema de Toyota en su TS050 Le Mans Racer reduce el peso y agrega resistencia al impacto.
NASCAR se ha quedado con el chasis de tubo de acero, pero cambió a carrocerías compuestas y otros componentes para sus autos de serie. "La mayor sorpresa fue cuánto más abuso podía soportar el auto en comparación con el acero", dice Eric Jacuzzi, vicepresidente de rendimiento de NASCAR. "Y todo tiene Kevlar o Dyneema agregado, para que las cosas no exploten".
Mike Otte, ingeniero de carrocería del equipo Arrow McLaren IndyCar, dice que su antiguo empleador, Dallara, el proveedor de chasis de la serie, está evaluando el grafeno en las piezas de los prototipos. La investigación sobre el grafeno le valió el Premio Nobel en 2010; el material más delgado y liviano medido hasta ahora es una capa 2D de átomos de carbono 200 veces más fuerte que el acero. Un profesor de la Universidad de Columbia afirmó que se necesitaría el peso de un elefante, equilibrado sobre la punta de un lápiz, para perforar una lámina de grafeno. "Muchos deportes de motor de alta gama se están experimentando con esto", dice Otte. "Va a ser un material revolucionario".
Una historia de medio siglo de duración de los materiales compuestos cierra el círculo con un nuevo desafío: a diferencia de la mayoría de los materiales para automóviles, la fibra de carbono apenas se recicla.
La fabricación de fibra es notoriamente derrochadora y una parte importante de la huella de carbono de la F1.
El fabricante de Dyneema dice que una nueva versión de base biológica mezcla pulpa y desechos de madera en la materia prima de la fibra para reducir la huella de carbono en un 90 por ciento.
La velocidad siempre será el objetivo de las carreras, pero Toso dice que los patrocinadores y los jóvenes aficionados se centran en una nueva línea de meta. "No preguntan qué tan rápido va el auto", dice. "Preguntan: '¿Cómo se recicla el coche?'".
Héctor Daniel Oudkerk
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