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Como a degradação dos pneus afeta a estratégia de corrida

Os pneus são o único contato entre um carro de corrida e o acompanhar, o que os torna a parte mais importante de qualquer carro de corrida. Não importa quanta potência o motor tenha ou a quantidade de força descendente que o pacote aerodinâmico gera; se essas cargas não puderem ser transferidas de forma eficaz através dos pneus para gerar aderência, o carro não irá mais rápido. 

Infelizmente, a capacidade de um pneu produzir aderência diminui com o tempo. Esta degradação no desempenho dos pneus significa que os pneus não duram tanto, resultando em tempos de volta mais lentos e trechos mais curtos. Portanto, a degradação dos pneus pode afetar significativamente estratégia de corrida, e é por isso que as equipas e os pilotos se esforçam tanto para tentar compreender, prever e gerir os pneus.

O comportamento da borracha

Para entender os pneus, primeiro precisamos entender como a borracha se comporta. A borracha é viscoelástica, o que significa que, uma vez deformada, não retorna imediatamente à sua forma original. Durante esse atraso, a energia é absorvida e convertida em calor. A quantidade total de energia absorvida depende do número de vezes que a borracha é tensionada e da sua temperatura. Por exemplo, quando a borracha está fria ou excitada por uma frequência muito alta, ela se torna dura e quebradiça. Ao passo que, quando a borracha está quente ou desliza lentamente, ela se torna elástica e emborrachada.

Gráficos Michelin mostrando como a temperatura e a frequência afetam o módulo da borracha
Quando a borracha está fria ou foi excitada por uma frequência muito alta, ela se torna quebradiça. Já quando a borracha está quente e em baixa frequência ela se comporta de forma elástica. Crédito: Michelin

À medida que a roda gira ao longo do superfície da pista, a natureza viscoelástica da borracha permite que o pneu escorregue ligeiramente, o que gera as forças de atrito que produzem aderência. Para maximizar essa aderência, a borracha precisa estar dentro de uma faixa específica de temperatura, para que se comporte de forma elástica. Isto garante que a quantidade máxima de borracha esteja em contacto com o asfalto, aumentando a área de contacto do pneu e, portanto, a aderência. Se a borracha estiver fora desta faixa de temperatura, o desempenho do pneu será prejudicado.

Por que os pneus se degradam

Existem três causas principais de degradação dos pneus: desgaste, temperatura e pressão. À medida que a borracha do pneu se move pelo asfalto, ela se desgasta gradualmente, deixando menos borracha para gerar calor. Consequentemente, a temperatura do pneu diminui e a borracha fica mais rígida. Isto reduz a aderência, fazendo com que o pneu deslize mais, o que aumenta o desgaste e o ciclo se repete. 

Quando o pneu está operando dentro de sua faixa de temperatura de trabalho, esse nível de desgaste, conhecido como abrasão, é relativamente consistente e leva a uma degradação gradual no desempenho do pneu, o que é fácil para os estrategistas considerarem em seus cálculos. Porém, se a borracha superaquecer, ela ferve, rompendo a superfície do pneu, removendo grandes pedaços de borracha da superfície. Por outro lado, se a borracha estiver demasiado fria, torna-se quebradiça e a superfície começa a romper-se, provocando granulação. Tanto as bolhas como a granulação reduzem significativamente a área de contato e, portanto, a aderência, o que pode levar a uma perda extrema e não linear de desempenho – um pesadelo para os estrategistas.

Um exemplo de bolhas graves num pneu de Fórmula 1
Quando a borracha é superaquecida, ela ferve, o que causa bolhas. Isso pode afetar significativamente a área de contato e, portanto, a quantidade de aderência que um pneu pode gerar.

A pressão interna do pneu também pode contribuir para a degradação. À medida que a temperatura dos pneus aumenta, aumenta também a pressão de funcionamento. Se for muito alto, o pneu infla efetivamente, reduzindo o tamanho da área de contato. Isto pode estimular ainda mais o superaquecimento da borracha na área de contato, aumentando o risco de formação de bolhas.

Estratégia de corrida

O tempo perdido por volta devido à degradação dos pneus é uma das variáveis mais importantes que o estrategista considera ao definir estratégia. É mais eficaz completar vários pit stops, mas recuperar esse tempo correndo com compostos mais macios e, portanto, mais rápidos? Ou os pitstops deveriam ser evitados na esperança de que o piloto consiga fazer os pneus durarem? 

Depois, há a questão de quando parar. Se a degradação for elevada, o benefício de correr com borracha nova torna o corte inferior uma manobra forte. Mas se a degradação for baixa, o overcut pode permitir que as equipas capitalizem a posição na pista enquanto os adversários aquecem o seu novo conjunto de pneus. 

Curvas de degradação dos pneus Racewatch de uma sessão
RaceWatch exibe uma curva de degradação do pneu ao longo de cada corrida durante uma sessão.
Curvas médias de degradação dos pneus do Racewatch em uma sessão
Estas curvas podem então ser calculadas para obter uma estimativa mais representativa da degradação do pneu para cada composto.
Racewatch ajustou curvas de degradação dos pneus de uma sessão.
Ao remover voltas não representativas, os estrategistas podem modificar as curvas para determinar uma estimativa mais precisa da degradação dos pneus para cada composto.

Táticas para gerenciar pneus

Quer uma equipa pretenda o máximo desempenho numa volta de qualificação ou minimizar a degradação ao longo de um trecho, a forma mais eficaz de gerir o desempenho dos pneus é fazer com que ambos os eixos se degradem ao mesmo ritmo. Infelizmente, isso é quase impossível quando cada pneu é submetido a cargas diferentes durante as curvas. É por isso que as equipes empregam todas as táticas possíveis para explorar e gerenciar a aderência.

Uma das táticas mais importantes é aquecer os pneus de forma eficaz. Antes de uma sessão, mantas e fornos são usados para pré-aquecer os pneus, enquanto em campeonatos onde isso não é permitido, as equipes muitas vezes deixam os pneus ao sol. O pré-aquecimento dos pneus não apenas os move em direção à faixa ideal de temperatura, mas também reduz o aumento da pressão de funcionamento. Se os pneus fossem aquecidos pelo frio, a pressão interna aumentaria dramaticamente, levando ao inchaço do pneu e a uma área de contato muito menor.

Uma vez acompanhar, o motorista precisa então aquecer os pneus de forma consistente e lenta, evitando travamentos ou deslizamentos que possam danificar a superfície da borracha. Consequentemente, os pilotos muitas vezes completam uma volta externa e uma pré-placa para aquecer ambos os eixos antes de iniciar a volta de qualificação. Durante os períodos de safety car e bandeira amarela, os pilotos irão ziguezaguear nas retas para manter a temperatura dos pneus e evitar travar na primeira curva quando o safety car entrar.

O aquecimento dos pneus também pode afetar as decisões estratégicas durante uma corrida. Às vezes, as equipes optam pelo rebaixamento, mesmo que isso sacrifique a posição na pista, para permitir que o piloto aqueça os pneus uma volta antes do rival. Desta forma, quando o seu concorrente sai das boxes à sua frente com pneus mais frios, ele tem aderência disponível para ultrapassar. Isto é visto principalmente durante corridas com condições úmidas ou variáveis ou com pneus mais duros, onde a fase de aquecimento pode durar várias voltas. 

Exemplo de corte inferior do RaceWatch
Muitas vezes as equipes cortam e sacrificam a posição na pista para aquecer os pneus uma volta antes de seus rivais, como mostrado neste exemplo.

O condutor também pode ter uma influência significativa na gestão dos pneus durante os trechos. Por exemplo, podem ajustar a polarização dos travões para colocar mais energia nos travões dianteiros ou traseiros, o que, por sua vez, aquece os pneus através do aquecimento das jantes. É aqui que o ar fresco usado para resfriar os freios é aquecido a centenas de graus. Este calor é então transferido para o aro da roda, que irradia para os pneus. Na Fórmula 1, aquecer o aro da roda em 10°C pode equivaler a um aumento de aproximadamente 1°C na temperatura da carcaça do pneu – o que pode ser a diferença entre estar dentro ou fora da faixa de temperatura ideal. 

Montagem da roda do Racing Point RP19
Os dutos são usados para canalizar ar fresco para o sistema de freio e para o aro da roda, que transfere calor para os pneus. Crédito: Racecar Engenharia.

Em cenários onde os pneus estão superaquecidos, os motoristas podem levantar e desacelerar para reduzir a carga em cada pneu. Se feito de forma eficaz em certas curvas da volta, os pilotos muitas vezes podem proteger os pneus, sem perder tempo de volta. A quantidade de gerenciamento de pneus necessária é definida antes da corrida, usando curvas de degradação dos pneus e visualizações do planejador de corrida em estratégia de corrida softwares como RaceWatch.

Os estrategistas podem então determinar vários planos de corrida, cada um com uma estratégia de pit stop diferente, e trabalhar com o piloto para identificar a quantidade de sustentação e desaceleração necessária para fazer os pneus durarem. Portanto, durante a corrida, se a degradação dos pneus for diferente do esperado, os pilotos serão instruídos a “mudar para o plano B”. Isso não apenas lhes diz que mudaram para uma estratégia diferente de pit stop, mas também que agora precisam dirigir até os deltas predefinidos para fazer os pneus durarem. 

Gerenciar a degradação dos pneus é o segredo para executar uma estratégia vencedora estratégia de corrida e softwares como RaceWatch pode fornecer as informações cruciais de que os engenheiros precisam para tomar decisões rápidas, porém precisas. Houve inúmeras ocasiões em campeonatos em que cuidar dos pneus ajudou as equipes a evitar aquele importante pit stop para conquistar o degrau mais alto do pódio.

Artigo escrito por: Gemma Hatton

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