Como As Equipes Desenvolvem Um Carro de F1?

Como as equipes desenvolvem um carro de F1? Como na maioria das coisas na Fórmula 1, planejamento e detalhes são tudo. Ao desenvolver um carro e decidir o que atualizar, as equipes precisam primeiro montar um plano do que precisa ser trabalhado — onde estão os pontos fortes que podem ser ainda mais maximizados e onde estão as fraquezas que podem ser melhoradas?
 
Ao escolher uma atualização, as equipes devem focar nas áreas que proporcionarão o maior ganho de desempenho no menor tempo possível, além de encontrar o equilíbrio entre onde procurar e o tamanho do projeto que assumirão.
 
Como regra geral, quanto maior a peça, mais tempo leva para ser projetada, fabricada e levada à pista. As equipes também precisam considerar quão crítica é uma peça para a estrutura do carro. Uma peça estrutural crucial, como as asas dianteira e traseira, que são altamente carregadas, precisa passar por testes rigorosos para atender às rígidas regulamentações de segurança, então esses componentes tendem a ser definidos e decididos bem cedo.
 
Em seguida, ao observar a aerodinâmica, as equipes concentram sua atenção no assoalho e difusor, que são grandes geradores de downforce e possuem longos prazos de desenvolvimento. E então é hora de olhar para os componentes menores e mais rápidos de fabricar, mas que trazem muito desempenho, como dutos de freio, bargeboards e capas do motor.
 
Uma vez definidas as áreas de foco, o processo geral para levar uma atualização à pista dependerá do componente, mas, seja uma peça interna ou externa, todas precisam ser projetadas e testadas antes de a decisão ser tomada para seguir adiante com o conceito ou buscar outra solução.
 
Se pegarmos uma peça aerodinâmica como exemplo, o departamento de Aerodinâmica vai criar uma gama de conceitos e soluções, que serão então projetados e testados em simulações de Dinâmica de Fluidos Computacional (CFD). As melhores opções serão transformadas em componentes para o modelo de Túnel de Vento, onde serão testadas, antes da solução final receber sinal verde para ser fabricada e levada à pista. Todo esse processo pode levar várias semanas, razão pela qual planejar atualizações e criar um cronograma sólido de desenvolvimento é tão importante.
 
Muitos dos designs inovadores não podem ser vistos na TV, pois estão sob a carenagem do carro, como a caixa de câmbio ou os sistemas de refrigeração. Frequentemente, o que se encontra aqui são várias pequenas coisas, que são fáceis de implementar e podem ser introduzidas entre as atualizações principais.
 
Uma das áreas internas mais interessantes de atualizar é o motor, pois toda a ação acontece nas câmaras de combustão. Os engenheiros podem criar e trazer inúmeras atualizações para o motor, mas do lado de fora é quase imperceptível.
 
Isso foi verdade para o sistema de direção DAS que a Mercedes desenvolveu para 2020, visível apenas porque os pilotos moviam o volante para frente e para trás, dando vida a uma inovação que, de outra forma, teria sido invisível para o mundo exterior.

O que acontece com os conceitos de F1 que não passam no corte?

Tudo o que vemos ser levado à pista é apenas a ponta do iceberg quando se trata de atualizações. Podem existir centenas ou milhares de diferentes soluções pensadas no processo de design, mas nem todas são testadas — por exemplo, com componentes aerodinâmicos, por meio da CFD.
 
Depois que os testes virtuais ocorrem, apenas uma pequena quantidade de conceitos será levada ao Túnel de Vento para se obter uma sensação mais realista e precisa de como reagirão ao fluxo de ar ao redor do carro. E dentre esses designs, apenas um será levado à pista como parte do pacote de atualização.
 
Cada peça tem centenas de “irmãos e irmãs” que vieram com ela, para tentar encontrar a melhor solução, com várias pessoas envolvidas e horas e horas de trabalho investidas em cada pequeno detalhe. A maioria desses “irmãos e irmãs” nunca verá a luz do dia, mas isso não significa que são totalmente desperdiçados. De fato, eles geram aprendizados importantes e trazem inspiração para as próximas soluções — uma delas eventualmente chegará à pista. Seja a peça interna ou externa, trata-se de tentativa e erro, é assim que se melhora e se encontra o caminho certo.

Como é para o piloto quando uma atualização é trazida ao carro?

Os pilotos são constantemente atualizados sobre o progresso do desenvolvimento do carro, então sabem quando algo está chegando, no que prestar atenção e que tipo de feedback a equipe gostaria deles. Obter uma correlação entre o Túnel de Vento e o mundo real é incrivelmente difícil, então o feedback direto dos pilotos é muito útil para que os engenheiros vejam como uma atualização mudou o desempenho e equilíbrio do carro.
 
“Na primeira vez que você vai para a pista, é realmente difícil sentir as diferenças no carro porque você simplesmente acaba indo mais rápido,” disse Lewis Hamilton. “Isso pode ser mascarado pelo equilíbrio. As áreas que você geralmente percebe são se a traseira se torna mais estável, então se você ganha mais downforce traseiro, isso geralmente é o que mais se nota.
 
“Nem sempre é fácil sentir, mas há uma enorme quantidade de trabalho para trazer uma atualização para a pista — tanto detalhe, tanto design e então o processo de construção. Quando você vai à fábrica e vê todos em suas estações de trabalho, concentrados, determinados, fazendo hora extra para finalizar projetos, é incrível. E então você vê as ideias se transformando em desenhos CAD, e depois virando uma peça física — é alucinante de ver.

“O gênio criativo de todos esses indivíduos é super inspirador. Isso te empolga, temos novas peças chegando ou pode haver algo que queríamos há um tempo, mas leva meses para ser construído e quando finalmente chega, e você coloca no carro, e consegue sentir a diferença, é incrível.”

Como o teto orçamentário influencia o desenvolvimento da F1

A introdução do teto orçamentário em 2021 foi uma das mudanças mais significativas no panorama financeiro da Fórmula 1 nos últimos anos. O teto, fixado em US$ 145 milhões para a temporada de 2021 e reduzido gradualmente para US$ 135 milhões até 2023, forçou as equipes a repensarem fundamentalmente sua abordagem ao desenvolvimento de carros.

Sob o teto orçamentário, as equipes devem alocar cuidadosamente seus recursos para maximizar os ganhos de desempenho sem ultrapassar os limites financeiros estipulados. Isso levou a uma ênfase maior em eficiência e inovação no processo de desenvolvimento. Como explicou Toto Wolff, chefe de equipe da Mercedes-AMG Petronas Formula One Team: “O teto orçamentário mudou o jogo. Precisamos ser mais inteligentes em nossa abordagem ao desenvolvimento, focando nas áreas que oferecem o melhor custo-benefício.”

Um dos principais desafios enfrentados pelas equipes é encontrar o equilíbrio certo entre atualizações de curto prazo e projetos de desenvolvimento de longo prazo. Com recursos limitados, as equipes precisam priorizar atualizações que ofereçam benefícios imediatos ao desempenho, ao mesmo tempo em que investem em pesquisa e desenvolvimento que possam render vantagens significativas no futuro. Segundo James Key, diretor técnico da Sauber: “O teto orçamentário nos forçou a sermos mais estratégicos em nossos planos de desenvolvimento. Precisamos avaliar cuidadosamente os possíveis ganhos de cada atualização em relação aos recursos necessários para implementá-la.”

O teto orçamentário também levou a um escrutínio mais rigoroso de todos os aspectos do desenvolvimento do carro, desde os materiais utilizados na construção até o tempo gasto no túnel de vento. As equipes estão constantemente em busca de maneiras de otimizar seus processos e encontrar ganhos marginais que possam fazer a diferença na pista. Como observou Andrew Green, ex-diretor técnico da Aston Martin Cognizant Formula One Team: “Cada decisão que tomamos agora precisa ser vista sob a ótica do teto orçamentário. Estamos sempre nos perguntando: ‘Este é o uso mais eficiente de nossos recursos?’”

Uma área onde as equipes encontraram oportunidades de economia de custos foi por meio de maior colaboração e compartilhamento de conhecimento. Trabalhando em estreita colaboração com fornecedores e parceiros, as equipes podem reunir recursos e expertise para impulsionar a inovação enquanto reduzem custos. Isso levou a um aumento nas parcerias estratégicas e acordos de transferência de tecnologia no esporte.

O teto orçamentário também teve um efeito nivelador no cenário competitivo da Fórmula 1. Com os recursos financeiros mais igualmente distribuídos, as equipes menores têm uma chance melhor de diminuir a diferença em relação às líderes. Como observou Franz Tost, ex-chefe da Scuderia AlphaTauri: “O teto orçamentário nos deu uma chance realista. Pode ser que não tenhamos os mesmos recursos das grandes equipes, mas agora podemos competir em condições mais equilibradas.”

No entanto, o teto orçamentário não veio sem seus desafios. As equipes tiveram que se adaptar às novas exigências de relatórios financeiros e conformidade, o que adicionou uma camada extra de complexidade às suas operações. Também houve preocupações sobre o potencial das equipes encontrarem brechas ou maneiras criativas de contornar o teto, o que poderia comprometer sua eficácia.

Apesar desses desafios, o consenso entre os chefes de equipe e diretores técnicos é de que o teto orçamentário é um passo necessário para a sustentabilidade e competitividade de longo prazo da Fórmula 1. Como resumiu Ross Brawn, ex-diretor geral da Fórmula 1: “O teto orçamentário não serve apenas para controlar os custos; é sobre criar condições mais iguais e garantir que a Fórmula 1 continue sendo o ápice da inovação no automobilismo por muitos anos.”

Restrições de Túnel de Vento

A introdução das restrições de testes em túnel de vento em 2022 adicionou outra camada de complexidade ao processo de desenvolvimento de carros na Fórmula 1. De acordo com os novos regulamentos, as equipes recebem tempo de túnel de vento com base em sua posição no Campeonato de Construtores do ano anterior, sendo que a equipe que terminou em último lugar recebe mais tempo e a equipe campeã recebe o mínimo.

O objetivo desse sistema de handicap é nivelar o campo de jogo e impedir que as equipes dominantes continuem gastando mais e se desenvolvendo muito além de seus rivais. Como explicou Mattia Binotto, COO e CTO da Sauber: “As restrições no túnel de vento têm como objetivo fechar a lacuna entre as equipes de ponta e o pelotão intermediário. É sobre criar um campeonato mais competitivo e emocionante.”

No entanto, as restrições também forçaram as equipes a serem mais estratégicas em sua abordagem aos testes em túnel de vento. Com o tempo limitado disponível, as equipes devem priorizar as áreas de desenvolvimento que fornecerão os maiores ganhos de desempenho. Isso levou a um foco maior na análise de dados e em ferramentas de simulação para otimizar o uso do tempo no túnel.

De acordo com Mike Elliott, ex-diretor técnico da Mercedes-AMG Petronas Formula One Team, “As restrições do túnel de vento mudaram a forma como abordamos o desenvolvimento. Precisamos ser muito mais direcionados em nossos testes, focando nas áreas que oferecerão maiores retornos em tempo de volta.”

Um dos desafios enfrentados pelas equipes é garantir que os dados coletados no túnel de vento coincidam com o desempenho real na pista. Com menos oportunidades para validar os projetos no túnel, as equipes tiveram que investir em ferramentas de simulação mais avançadas e confiar cada vez mais na dinâmica de fluidos computacional (CFD) para refinar seus conceitos.

Como observou Tom McCullough, diretor de performance da Aston Martin Cognizant Formula One Team: “As restrições do túnel de vento nos forçaram a desenvolver ferramentas de simulação mais sofisticadas. Estamos usando aprendizado de máquina e IA para analisar dados e prever como mudanças no projeto irão se comportar na pista.”

As restrições também levaram a uma maior colaboração entre os departamentos da equipe. Aerodinamicistas, engenheiros de chassis e especialistas em simulação devem trabalhar em conjunto para maximizar a eficiência dos testes e garantir que os dados coletados resultem efetivamente em ganhos de desempenho.

O impacto das restrições de túnel de vento na ordem competitiva da Fórmula 1 ainda está sendo observado, mas os primeiros sinais indicam que elas estão causando o efeito desejado de reduzir a diferença entre as equipes. Como observou Andreas Seidl, ex-chefe de equipe da McLaren Racing: “As restrições do túnel de vento definitivamente tornaram as coisas mais desafiadoras, mas também criaram oportunidades para inovação e novas formas de se obter vantagem competitiva.”

No entanto, alguns levantaram preocupações sobre possíveis consequências indesejadas das restrições. Existe receio de que as equipes desviem recursos do túnel de vento para outras áreas de desenvolvimento menos reguladas, como CFD ou testes de pista.

Apesar dessas preocupações, as restrições de túnel de vento foram amplamente aceitas como um passo necessário em direção a uma Fórmula 1 mais sustentável e competitiva. Como concluiu Ross Brawn: “As restrições de túnel de vento fazem parte de um pacote mais amplo de medidas para nivelar o campo de jogo e criar corridas mais equilibradas. Trata-se de garantir que o sucesso seja determinado por inovação, criatividade e trabalho árduo, e não apenas por poderio financeiro.”

Sustentabilidade Impulsionando o Desenvolvimento

A busca por sustentabilidade tornou-se um foco importante na Fórmula 1 nos últimos anos, com o esporte introduzindo uma série de medidas projetadas para reduzir seu impacto ambiental. Desde o desenvolvimento de unidades de potência mais eficientes até o uso de materiais sustentáveis na construção dos carros, as equipes agora precisam considerar a sustentabilidade juntamente com o desempenho ao desenvolver seus carros.

Uma das principais iniciativas foi a introdução de novos regulamentos técnicos voltados para promover o uso de combustíveis mais sustentáveis. A partir de 2026, os carros de F1 serão obrigados a utilizar combustível 100% sustentável, com uma mistura de bio-componentes e elementos sintéticos. Isso levou a um significativo esforço de pesquisa e desenvolvimento entre equipes e fornecedores de combustível para criar uma nova geração de combustíveis de alto desempenho sustentáveis.

Como explicou Christian Horner, chefe da equipe Red Bull Racing: “A mudança para combustíveis sustentáveis é um passo crucial para a Fórmula 1. Não se trata apenas de reduzir nossa pegada de carbono; trata-se de impulsionar a inovação e mostrar que sustentabilidade e desempenho podem andar de mãos dadas.”

O foco na sustentabilidade também levou a uma reavaliação de todos os aspectos do design e construção dos carros. As equipes agora estão explorando o uso de materiais renováveis e recicláveis na produção dos chassis, carenagens e outros componentes. Isso inclui o uso de fibras naturais, como linho e cânhamo, bem como fibra de carbono reciclada e resinas de origem biológica.

Segundo James Allison, “A sustentabilidade se tornou um motor de inovação essencial na Fórmula 1. Estamos constantemente buscando maneiras de reduzir o desperdício, minimizar nosso impacto ambiental e criar uma economia mais circular dentro do esporte.”

A busca por sustentabilidade também levou a uma colaboração mais estreita entre as equipes e seus fornecedores e parceiros. Ao trabalharem juntos para desenvolver novas tecnologias e práticas sustentáveis, o esporte como um todo está impulsionando o progresso para um futuro mais ecológico.

Como Zak Brown, CEO da McLaren Racing, observou: “Sustentabilidade não é apenas uma palavra da moda na Fórmula 1; é uma responsabilidade compartilhada. Trabalhando juntos como um esporte, temos a oportunidade de causar um impacto real e servir de exemplo para outras indústrias.”

No entanto, a transição para a sustentabilidade não está isenta de desafios. Desenvolver novas tecnologias e materiais sustentáveis requer investimentos e recursos significativos, o que pode ser difícil de justificar em um esporte onde o desempenho é a prioridade máxima. Também existem preocupações quanto ao impacto potencial dessa transição no espetáculo da Fórmula 1, com alguns fãs temendo que o uso de combustíveis e materiais sustentáveis reduza a velocidade e a emoção das corridas.

Apesar desses desafios, o compromisso com a sustentabilidade na Fórmula 1 permanece firme. Como concluiu Jean Todt, ex-presidente da FIA: “A Fórmula 1 sempre foi um laboratório de inovação, e a transição para a sustentabilidade não é exceção. Ao abraçar esse desafio e trabalharmos juntos como esporte, temos a oportunidade de criar um futuro melhor, mais limpo e mais responsável para o automobilismo e além.”

A integração da sustentabilidade ao processo de desenvolvimento dos carros representa uma mudança significativa nas prioridades e práticas das equipes de Fórmula 1. Embora a busca por desempenho continue sendo o objetivo final, as equipes agora devem equilibrar isso com a necessidade de minimizar seu impacto ambiental e contribuir para um futuro mais sustentável para o esporte. À medida que a transição para a sustentabilidade continua avançando, fica claro que ela desempenhará um papel cada vez mais importante na formação do futuro do desenvolvimento de carros de F1.

Partes deste artigo foram fornecidas por comunicado de imprensa da Mercedes.

Traduzido do artigo original em inglês “How Do Teams Develop An F1 Car?“