F1 já está vivendo uma nova era: a necessidade de os projetistas acertarem de cara!

Fator humano cresceu de importância.

Olá, amigos.

Enquanto uma parte do grupo técnico das equipes de F1 está neste fim de semana no seletivo e espetacular Circuito Istambul Park, concentrada na disputa do GP da Turquia, 16º de um total de 22, a maioria de seus engenheiros segue em suas sedes trabalhando em regime integral no projeto e construção dos complexos e caros modelos da próxima temporada, concebidos para um regulamento técnico muito diferente do atual.

O objetivo de nossa conversa, hoje, não é mostrar o desafio de engenharia que as novas regras estão propondo aos times da competição – abordaremos o tema, em profundidade, em outras ocasiões -, mas expor as severas limitações que os técnicos já enfrentam para realizar seu trabalho e suas impressionantes consequências.

Por exemplo: eles têm um número relativamente pequeno de número de horas para seus experimentos no túnel de vento, fonte da maior parte da performance dos carros. A restrição vale também para as simulações digitais, ou seja, a realização de testes aerodinâmicos através de sofisticados programas instalados em supercomputadores, definidos como Computational Fluid Dynamics (CFD). Na F1 o chamam de túnel de vento digital.

Vou dar mais para a frente dados dessa limitação, como funciona. Tenha em mente, por enquanto, que a importante redução do uso do túnel de vento associada à adoção de um inédito limite orçamentário já está revolucionando a F1. Debrucemo-nos, hoje, nisso.

Me arrisco a afirmar que essa revolução é ainda maior da provocada pela revisão conceitual proposta pelo novo regulamento técnico, em essência a volta dos carros-asa do fim dos anos 70 e começo dos 80.

É uma afirmação contundente, sei disso. Mas talvez você me entenda melhor na sequência. Os especialistas se acostumaram por décadas a dispor da quase total liberdade para pesquisar no túnel de vento aerofólios, assoalhos, defletores e outros componentes do conjunto aerodinâmico, bem como o mais importante, a integração deles.

Limitações de toda natureza

Agora as restrições no número de usos do túnel de vento e na quantidade de horas autorizadas a esses experimentos se tornaram bem maiores. E a partir de 2022 os limites serão ainda mais extensos. Não é tudo. Associe a isso o fato de algumas equipes como Mercedes, Red Bull-Honda e Ferrari simplesmente gastarem quanto fosse necessário. Dinheiro nunca foi problema.

Agora é. Não que lhes falte, mas toda escuderia está restrita, pelo regulamento, a investir por ano “apenas” US$ 145 milhões, algo como R$ 800 milhões. Para você ter uma ideia, esse valor é menos da metade do gasto pelos três times mencionados em 2020.

Vamos colocar tudo na balança? Os engenheiros têm permissão para realizar um número bem menor de usos do túnel de vento e menos horas disponíveis para o trabalho. Não podem, também, recorrer aos estudos de simulação digital (CFD) como bem entenderem. Da mesma forma estão limitados.

E as restrições orçamentárias quase os impedem de desenvolver tecnologia alternativa capaz de fazê-los capitalizar, de alguma forma, na evolução aerodinâmica, como escrevi o ramo de ensaios que mais é capaz de gerar performance nos carros.

Mudou o exame de seleção

Será que já dá para imaginar o que essa mudança radical está ocasionando no exame de seleção da engenharia na F1?

Concorda comigo que se você tem um número pequeno de usos do túnel de vento, ao menos comparado ao como era antes, quem levar para o túnel componentes que já de cara, no primeiro ensaio, respondem com algum potencial ganho de desempenho estará em vantagem?

Seria bem pior se você desenhasse e construísse dez aerofólios traseiros e nenhum deles indicasse que o seu carro vai gerar maior pressão aerodinâmica, ou downforce, e ficará mais rápido. Você gastou parte da cota de testes e dinheiro do limite de gastos para produzi-los e testá-los sem resultados.

Estamos quase lá. Qual o significado maior do processo descrito? Será que posso dizer que os grupos de engenheiros que mais forem competentes na concepção dos componentes terão importante vantagem em relação aos concorrentes?

Orçamentos ilimitados

Na F1 isso não era um problema sério. Se os dez aerofólios traseiros testados não correspondessem, faríamos outros e levaríamos para o túnel de vento. Uma hora acertaríamos.

Imagine que não faz muito as equipes tinham três turnos de profissionais trabalhando no túnel de vento oito horas cada, portanto 24 horas, sete dias por semana. E algumas pesquisavam em dois túneis, portanto 48 horas por dia! Imagine o custo disso e as diferenças de performance provocadas entre ricos e menos ricos na F1.

Se é que a pandemia do coronavírus está deixando algo de saudável na F1 são essas medidas de contenção de despesas e assimiladas, agora, pelo regulamento com todos os seus imensos desdobramentos.

Quase tudo não funciona mais como no passado na F1 e, como mencionado, as restrições serão ainda piores em 2022.

Curto e grosso: você tem de, preferencialmente, acertar de cara.

Aqui vem o mais gostoso, divertido da engenharia de F1, ao menos no que diz respeito à aerodinâmica. Os estudos em CFD, onde nascem a maior parte dos componentes a serem testados, nem sempre oferecem os mesmos resultados dos experimentos práticos no túnel de vento.

O número de variáveis que interfere na performance é exponencial. E por mais complexo que sejam os sistemas de programas de computador e a capacidade destes as processarem, ainda não é possível confiar plenamente nos seus resultados.

É relativamente comum as pesquisas em CFD sugerirem algo, os técnicos produzirem o componente segundo a indicação digital, mas quando o instalam no modelo a ser testado no túnel de vento, na escala 60%, máxima permitida, os resultados não correspondem.

A principal razão é a citada, a extrema dificuldade de se levar em conta os múltiplos fatores capazes de interferir diretamente no desempenho aerodinâmico do carro, como rajadas de vento provocadas, por exemplo, pela presença de um ou mais adversários ao redor do carro, provocando turbilhonamento do ar.

Como reproduzi-las em intensidade e direção móveis em um programa de computador? Ainda falta um tempo para atingirmos o grau de precisão necessário.

Ter boas intuições, agora mais em voga

Deu para ver que na F1 ainda vale muito a intuição do engenheiro em conceber um elemento do conjunto aerodinâmico? É uma área ainda bastante experimental, empírica! Felizmente.

Se criarmos hoje uma equação tipo média ponderada dos elementos que interferem no desempenho dos carros, o fator humano, esse da intuição dos técnicos, de entrar em cena com soluções aerodinâmicas ao menos semiprontas, receberá peso bem maior, ao contrário da tendência natural de a informática assumir cada vez mais responsabilidades dos homens.

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Considere, por favor, que mesmo o túnel de vento não oferece o máximo de fidelidade. A velocidade do ar que o megaventilador do túnel pode atingir, por regulamento, é 50 metros por segundo, ou 180 km/h, e os carros estão frequentemente se deslocando a velocidades superiores.

Consegue enxergar que um grupo dotado de técnicos bons de intuição sobre o que pode ou não funcionar em aerodinâmica ganhou grande relevância na F1 da década de 20? Obviamente que nesse processo a experiência, a sintonia técnica do grupo ajuda.

Como existe uma associação entre intuição e inteligência, podemos atestar, diante do exposto, que engenheiros de grande capacidade cognitiva, para essa exigência quase instantânea, serão ainda mais valorizados na nova F1, regida por importantes restrições de pesquisa.

Revelação surpreendente

O que isso pode gerar no universo técnico da F1? De repente, a revelação de uma nova geração de profissionais, selecionados a partir das novas exigências de engenharia da competição. Sim, diferentes das anteriores no sentido de que os erros vão cobrar preços proibitivos, comprometedores diretos de resultados e o tempo para reagir ficou escasso.

Espera aí, mas já não era assim? No nível de como a coisa está se desenvolvendo, não. Pelo motivo de que ainda era permitido recorrer às bem maiores liberdades de testes, tanto no túnel de vento quanto no CFD e sem limite de gastos e de tempo.

Agora, se você gasta errado em uma área do trabalho haverá consequências nas outras também. Estamos falando de um orçamento limitado. E não era assim. Nunca foi, da origem da F1 até o fim do campeonato de 2020!

Emerge desse quadro também a importância extrema de haver ótima correlação, calibragem, entre os dados obtidos nos estudos em CFD e depois verificados no túnel de vento. A indicação da simulação tem de ser a constatada no experimento prático.

Quem não a tiver estará comprometido mais do que já foi até o ano passado. A Ferrari atribuiu o péssimo desempenho em 2020, um dos piores da sua história, à falta de correlação precisa entre o seu sistema CFD e o túnel de vento.

Efeitos práticos na pista

Esportivamente, qual a consequência disso tudo que estamos falando? É bem provável que as grandes equipes sigam sendo grandes, apesar de todos disporem, agora, da mesma quantia de dinheiro para competir e das limitações de explorar a aerodinâmica, a maior responsável pelas diferenças de desempenho, ao lado da eficiência da unidade motriz na era híbrida, já que há apenas um fabricante de pneus.

Mas faz sentido acreditarmos que essas diferenças tendem a ser menores, ao menos com o passar do tempo. Diria mais: diante de uma mudança conceitual do regulamento como a que teremos em 2022, não é de se excluir a possibilidade de um grupo de técnicos de uma escuderia média ou mesmo pequena, bons intuidores, responder com grande eficácia ao desafio de engenharia proposto.

Dentre os grandes, é provável que assistamos a uma mexida também. É bastante realista pensar que o campeonato de 2022 não começará como o deste ano vai terminar. As novas regras associadas aos limites para conceber e desenvolver os modelos do ano que vem podem gerar alterações significativas entre o que têm apresentado Mercedes, Red Bull, McLaren, Ferrari, Alpine, ou mesmo as demais.

Campeão testa menos que o último colocado

Há um outro elemento que deve ajudar a rever o quadro instalado há anos na F1. Já a partir da edição atual do mundial a F1 tem um sistema de handicap reverso, aplicável ao que cada equipe pode realizar no desenvolvimento aerodinâmico.

Explico: o campeão entre os construtores, em 2020, a Mercedes, não teve o direito de realizar os 40 usos por semana no túnel de vento, de 1º de janeiro a 30 de junho, que a Ferrari, por exemplo, sexta colocada no ano passado. Chamemos o uso como a F1 o designa, “run”, combinado?

Vamos aos números: a Mercedes dispôs de 90% dos 40 runs do túnel de vento por semana, ou seja, 36 runs, cerca de metade do realizado em 2020. Já a Ferrari, 102,5%, ou 41 runs. A última colocada em 2020, a Williams, 112,5%, ou 45.

Citei que em 2022 o desafio dos técnicos será ainda maior. Veja: a campeã este ano poderá realizar somente 70% dos 40 runs permitidos durante a primeira parte do ano que vem, de 1º de janeiro a 30 de junho. A partir daí, quem define essa escala é a classificação no mundial de construtores na data.

A Red Bull-Honda, por ser a líder no dia 30 de junho deste ano, após o GP da Estíria, com 252 pontos diante de 212 da Mercedes, está dispondo de 90% dos 40 runs permitidos do túnel de vento, assumindo o papel que foi da Mercedes na primeira metade do ano.

A Mercedes, segunda colocada no mundial na altura do GP da Estíria, passou a ter o direito de dispor de 92,5% dos 40 runs do túnel, ou 37, posição ocupada até então pela Red Bull-Honda.

Tornando tudo mais difícil

Mas eu falava de 2022. A campeã este ano terá direito, em 2022, a 70% dos 40 runs do túnel, ou 28. O vice, a 75%, ou 30. O sétimo colocado, 100%, portanto 40, enquanto os que vierem a seguir terão um handicap positivo. O oitavo, 105%, o nono, 110%, o décimo, 115%. Esse critério se estenderá até o campeonato de 2025.

É uma forma de tentar reduzir um pouco a diferença de desempenho entre times bem mais estruturados de outros que dificilmente terão para trabalhar os US$ 140 milhões (R$ 770 milhões) do teto orçamentário de 2022, ou US$ 5 milhões (R$27,5 milhões) a menos deste ano. Para o período compreendido entre 2023 e 2025 o limite será de US$ 135 milhões (R$ 742 milhões), para um calendário com 21 etapas.

Você pode estar se perguntando se não há limitação de horas para o uso do túnel de vento. Existe. Chegaremos lá. Em primeiro lugar, o uso do túnel de vento, ou como escrevi run, é definido pelo instante em que a velocidade do ar no seu interior ultrapassa os 5 m/s, ou 18 km/h. Quando cai abaixo dessa velocidade, o run foi completado.

Há também um número de horas que as equipes podem utilizar o túnel, definido pela FIA como occupancy. Obedece critério de handicap inverso como o número de runs. O controle é feito a partir do instante em que o run começa e termina. São 400 horas para um período de 8 semanas, algo como 50 horas por semana.

Conheça a Red Bull branca; assista:

As restrições ao CFD são ainda mais difíceis de serem explicadas. Seu uso não é controlado linearmente. Saiba que este ano o número de testes é bem menor que em 2020, cerca de 30%, e no ano que vem a limitação será ainda maior.

O apêndice 8 do Código Esportivo da FIA para a F1 explica tudo em detalhes, da página 65 a 74. Mas já te adianto: é mais para os projetistas. Fique com o nosso nível de compreensão, apresentado no texto, é suficiente para entender o que se passa. Ou, claro, verifique você mesmo aqui.

Mercedes parece ter avançado um pouco mais

Voltemos ao início de nossa conversa, o GP da Turquia. Vimos em Monza, Itália, e Sochi, Rússia, o modelo W12 de Hamilton ser tão rápido ou mais que o RB16B-Honda de Max, porém com uma constância que pareceu um pouco superior à do adversário. Seu ritmo de corrida foi mais constante.

O desempenho de Max não é o melhor parâmetro para entendermos essa disputa entre os dois equipamentos, pois o holandês anda mais que o carro, mas seu companheiro, Sérgio Perez, sim. O mexicano não consegue tirar a velocidade de Max, expõe mais as limitações do carro.

No texto anterior abordei a questão de os pneus traseiros novos introduzidos pela Pirelli, em Silverstone, mais rígidos, terem jogado a favor das características do W12 de Hamilton e contra as do RB16B-Honda de Max. Tenho comigo que esse é um fator importante a ser considerado.

E no Istambul Park usaram jato de água de alta pressão para aumentar a rugosidade do asfalto. É uma variável importante, capaz de mexer na performance geral dos carros, em especial ao longo das 58 voltas no traçado de 5.338 metros, de 14 curvas.

Tomara Hamilton e Max se enfrentem em igualdade de condições, seria uma garantia de mais um espetáculo grandioso.

Abraços.