A F1 está de volta! Velocidade e tecnologia para dar e vender

Olá, moradores desse pálido ponto azul. O texto hoje vai falar um pouco sobre um dos esportes mais apaixonantes e que acompanho há alguns bons anos que é a Fórmula 1. Sei que não são todos que gostam do esporte e muitas pessoas devem achar corridas de carros uma coisa chata e enfadonha. Não vim aqui convencer ninguém a assistir as corridas (apesar que seria bem legal convencer alguns de vocês) mas vim falar um pouco da Física e tecnologias por trás desses carros que beiram os 300 km/h.

Aqui no Brasil não tem como fazer um paralelo da Fórmula 1 sem destacar os pilotos brasileiros. A cobertura começa tomar proporção nacional a partir do título do grande Emerson Fittipaldi que, durante seus dez anos na categoria, papou dois títulos mundiais (1972 e 1974). Depois com Nelson Piquet o Brasil adquire mais três títulos mundiais (1981, 1983 e 1987). Além de ser um grande piloto e mecânico (vou deixar na descrição algumas entrevistas dele), ele foi o inventor do cobertor de aquecimento dos pneus. Tudo na Fórmula 1 é decidido nos detalhes e Piquet com sua engenhosidade achou uma maneira de ganhar alguns décimos colocando um “calorzinho” nos pneus, para não depender apenas do atrito da pista para aumentar a aderência.

Na mesma época apareceu um jovem promissor na Fórmula 1 chamado Ayrton Senna que viria a papar mais três canecos. Claro que Senna dispensa apresentações e a maioria das pessoas já deve ter visto alguma reportagem sobre a sua genialidade, força e determinação, além de suas “brigas” fantásticas contra Prost e Mansell. Também tivemos outros brasileiros que infelizmente não ganharam campeonatos, mas mantiveram a chama acesa dos brasileiros na categoria. Destaque para Rubens Barrichello e Felipe Massa, sendo que o último foi campeão por alguns segundos antes da ultrapassagem de Lewis Hamilton em Timo Glock na última curva de Interlagos que daria pontos suficientes para o inglês levar o campeonato de pilotos.

Corridas em geral dependem de motores potentes, daí podemos observar alguns fenômenos físicos atuando. O primeiro seria a transformação de energia do combustível em movimento. Um motor capta a energia gerada pela a explosão do combustível e, antes de transferir esse movimento para as rodas, ele tem uma perda potencial gerada pela queima do combustível e do calor perdido. Por isso que na física não existe uma máquina ideal, não importa a máquina ou o melhor desempenho dela, sempre terá perda de alguma forma.

Uma forma de “burlar” essa perda é aumentar a quantidade de oxigênio através de turbos ou óxido nitroso. Os carros da década de oitenta na Fórmula 1 utilizaram a “tecnologia” do turbo para trazer mais potência a suas carangas. Hoje os carros da F1 usam motores híbridos que necessitam de grande eficiência energética, cada carro deve usar aproximadamente 100 kg de combustível (sim eles não medem por litro, como o peso do carro pode influenciar no tempo tudo deve ser convertido para kg). Os gases de escape são reutilizados pelo compressor para empurrar mais ar para o motor gerando mais potência somado a uma injeção eletrônica eficiente que faz com que o carro economize combustível. (Uma das regras da F1 é que todo carro deve acabar a corrida com uma quantidade mínima de combustível para inspeção, o doping da F1).

A F1 evoluiu muito em motor nos últimos anos e não está distante a ideia de uma conversão total para motores elétricos. Um exemplo claro é a Fórmula E que usa motores elétricos, o que proporciona um ótimo desempenho, fora o detalhe que as corridas podem ser realizadas em circuitos de ruas em qualquer cidade do mundo pois os carros não contribuem para a poluição na mesma.

Só que o motor precisa de mais uma combinação importante que é o atrito. A força de atrito é uma força que se opõe ao movimento dos corpos. Ela pode ser classificada de duas formas: Força de Atrito Cinético (ou Dinâmico) e Força de Atrito Estático. FAC é uma força que surge em oposição ao movimento de objetos que estão se movendo. Já a FAE atua sobre o objeto em repouso e dificulta que ele inicie o movimento, ou até mesmo impossibilita o movimento.

Imagina transformar todos aqueles HPs em movimento sem aderência nenhuma. Com certeza ele giraria em falso, por isso os pneus de carros de corrida são tão largos. Também existe uma tecnologia gigantesca para aumentar o GRIP dos pneus para melhorar a aderência dos carros na pista. A F1 também passou muitas mudanças estipulando em todas corridas tipos de pneu que podem ser utilizados em cada pista. Eles são definidos por pneus de chuva, macios, duros e intermediários, em cada pista as equipes tem a disposição cinco jogos de pneus. Uma das regras é que os carros precisam utilizar pelo menos dois tipos de pneus por corrida. Fazendo com que as equipes precisem traçar estratégias em qual momento é melhor entrar no box para fazer as trocas dependendo do desempenho.

Outro problema que os carros enfrentam é a resistência do ar. Se um corpo se movimenta através de um fluido (um gás, um líquido ou um vapor) surge uma força que se opõe a esse movimento. Em se tratando do ar, essa força é a resistência do ar. Quando um corpo está em movimento, ele sofre a ação de forças dissipativas, entre as quais podemos citar o atrito e a resistência do ar. O movimento de um corpo em contato com o ar com uma velocidade qualquer, pode ser definida pela fórmula: Fr = K . v², onde k é uma constante que depende da forma do corpo e da área da secção transversal do corpo, perpendicular à direção do movimento. Em carros de corridas, por exemplo, as formas aerodinâmicas diminuem o valor de K, o que ajuda a diminuir a resistência do ar nesses veículos, fazendo com que ganhem mais velocidade.

Os carros literalmente precisam rasgar o vento (vídeo na descrição). Quanto maior os ângulos de ataques do carro, melhor seu desempenho. Um experimento simples: Pegue uma folha de papel e solte no ar na horizontal. Você verá que ela cairá em um tempo x. Agora pegue a mesma folha e solte ela na vertical, você perceberá que a folha chegará ao chão em um tempo menor. Os carros da Fórmula 1 precisam estar grudados no chão, o chamado Downforce. Enquanto em um avião o ar sustenta as asas, na F1 é o contrário, o ar que passa por cima do carro faz uma força contrária “jogando” o carro para baixo, principalmente em curvas.

Além do atrito, resistência do ar e potência, tema famosa força G que gera uma força contrária no corpo do piloto a cada curva. Em carros de corridas essa força pode chegar a 5G, por isso que qualquer acidente pode ser considerado grave por causa dessa força que pode mexer literalmente com a cabeça do piloto (cérebro). Lembro do acidente que o Felipe Massa sofreu onde um pedaço de mola pegou no seu capacete. É como um tiro.

Também temos a inteligência artificial trabalhando a favor desses carros. Os engenheiros ficam debruçados em seus computadores monitorando volta a volta cada sensor para saber quando será o melhor momento de parar para uma troca de pneu ou se algum componente do carro não está respondendo corretamente. Aliás esse é um ponto importante e que deve estar a cada dia mais presente nas tomadas de decisões das equipes. As I.A estão tomando conta rapidamente na matéria de desempenho e desenvolvimento esportivo. Vou deixar linkado um vídeo do documentário A.I do YouTube Originals onde uma equipe utiliza a inteligência artificial para melhorar o desempenho.

Poderia ficar aqui falando por muito tempo sobre as tecnologias utilizadas nos pilotos como o macacão que protege eles contra incêndio, ano passado foi os materiais utilizados na proteção dos pilotos que salvaram a vida do piloto francês Romain Grosjean depois dele ficar preso entre as ferragens logo na primeira volta do GP do Bahrein.

Além de toda essa parte tecnológica também podemos ficar de olho em um cara que na minha opinião será o maior de todos que é Lewis Hamilton. Além de multicampeão ele é um defensor de causas sociais, encabeçou o movimento Black Lives Matter por ser o único negro no grid de largada e também ao que parece é adepto ao Veganismo e as causas que destoem o meio ambiente. Esse ano também teremos a estreia do filho da lenda Michael Schumacher (Mick) que estreia pela equipe Haas que tem motor Ferrari. Para quem quiser saber mais ou ter um gostinho dos bastidores e das intrigas que existem também fora das pistas, uma dica final que deixo é a série Dirigir para Viver da locadora vermelha.

Nesse ano de 2021 teremos 23 corridas, são elas: GP DO BAHREIN, GP DA EMILIA-ROMAGNA, GP DE PORTUGAL, GP DA ESPANHA, GP DE MÔNACO, GP DO AZERBAIJÃO,GP DO CANADÁ, GP DA FRANÇA, GP DA ÁUSTRIA, GP DA GRÃ-BRETANHA, GP DA HUNGRIA, GP DA BÉLGICA, GP DA HOLANDA, GP DA ITÁLIA, GP DA RÚSSIA, GP DE SINGAPURA, GP DO JAPÃO, GP DOS ESTADOS UNIDOS, GP DO MÉXICO, GP DO BRASIL, GP DA AUSTRÁLIA

GRANDE PRÊMIO DA ARÁBIA SAUDITA e GP DE ABU DHABI.

Equipes e pilotos da Fórmula 1 2021:

Mercedes: Lewis Hamilton e Valtteri Bottas

Red Bull Racing: Max Verstappen e Sergio Pérez

Mclaren: Lando Norris e Daniel Ricciardo

Aston Martin: Lance Stroll e Sebastian Vettel

Alpine: Fernando Alonso e Esteban Ocon

Ferrari: Charles Leclerc e Carlos Sainz Jr

Alphatauri: Pierre Gasly e Yuki Tsunoda

Alfa Romeo: Kimi Raikkonen e Antonio Giovinazzi

Haas: Mick Schumacher e Nikita Mazepin

Williams: George Russell e Nicholas Latifi