Como os Pneus da Fórmula 1 Controlam o Calor Durante uma Corrida?

Os pneus da Fórmula 1 controlam o calor durante uma corrida através de uma combinação de design do composto de borracha, estrutura interna e controle preciso de pressão, mantendo o desempenho ideal entre 90°C e 110°C enquanto suportam velocidades superiores a 300 km/h e forças de até 5g. A Pirelli, fornecedora exclusiva de pneus da F1 desde 2011, desenvolve esses pneus 305/720-18 (dianteiros) e 405/720-18 (traseiros) para dissipar calor via convecção, condução e resistência dos materiais, equilibrando aderência, durabilidade e degradação em trechos de 50-70 voltas.

O calor é aliado e inimigo do pneu – pouco (abaixo de 70°C) reduz a aderência; muito (acima de 120°C) causa bolhas ou granulação. Esta análise detalha os mecanismos técnicos que mantêm os pneus da F1 em sua faixa ideal durante um Grande Prêmio…

Design do Composto: Química Resistente ao Calor

Os seis compostos para pista seca da Pirelli – rotulados de C1 (mais duro) a C6 (mais macio) – são adaptados às exigências da pista, gerenciando o calor por meio de misturas distintas de borracha. Compostos duros (C1-C2) usam alto teor de sílica (até 40%) e menos negro de carbono (20-25%), resistindo a temperaturas em circuitos abrasivos como o traçado de 5.412 km do Bahrein, onde o asfalto chega a 50°C. Compostos macios (C4-C6), com menos sílica (20%) e mais negro de carbono (30-35%), priorizam aderência para pistas mais frias e suaves, como Mônaco, mas aquecem mais rapidamente – as temperaturas de pico atingem 110°C em 5 voltas.

A temperatura de transição vítrea (Tg) de cada composto – onde a borracha passa de rígida para maleável – varia de -40°C (C1) a -60°C (C6), segundo as especificações da Pirelli para 2025. Durante uma corrida, o atrito das rodas a 1.000 km/h gera 500-600 watts de calor por pneu. A banda de rodagem externa, com 3-4 mm de espessura, absorve esse calor, transferindo-o internamente por condução – compostos duros dissipam mais lentamente (0.2 W/m·K), os macios mais rapidamente (0.25 W/m·K) – mantendo a superfície dentro de 10°C da meta de 100°C.

Estrutura Interna: Contenção do Calor

A carcaça do pneu – camadas de poliéster e nylon sobre uma cinta de aço – gerencia a distribuição do calor. A 300 km/h, forças laterais (4-5g em curvas como Eau Rouge, Spa) e carga aerodinâmica (800 kg em velocidade) comprimem a lateral do pneu, gerando de 200 a 300°C internamente. A cinta reforçada com aramida, com resistência de até 250°C, evita falhas estruturais, enquanto o revestimento interno de 0,5 mm sela o nitrogênio (pressão de 2.5-3 bar) para estabilizar a expansão térmica – o oxigênio, presente em 21% do ar, corre risco de combustão acima de 150°C.

O calor irradia para fora – as laterais atingem 80-90°C, segundo a telemetria da Pirelli – por convecção para o ar ambiente (20-40°C no dia da corrida). Os 1.200 micro sulcos da banda de rodagem, laserados após a moldagem, ventilam o calor a profundidades de 0.1-0.2 mm, resfriando a superfície em 5-7°C por volta nas retas como o trecho de 2.2 km de Baku. Em 60 voltas, a degradação afina a banda em 1.5-2 mm, aumentando a transferência de calor para a roda (alumínio, 60-70°C), que atua como dissipador térmico.

Gerenciamento da Pressão: Equilibrando Calor e Desempenho

A pressão dos pneus, definida entre 22-25 psi (1.5-1.7 bar) na frente e 20-23 psi (1.4-1.6 bar) na traseira, conforme as regras da FIA, regula o acúmulo de calor. A 300 km/h, a força centrífuga eleva as temperaturas internas – 1°C por aumento de 0.1 bar, segundo dados da Pirelli para 2025. As equipes ajustam a pressão pré-corrida – por exemplo, 1.6 bar em Monza (5.793 km) para retas de baixo arrasto, ou 1.7 bar em Silverstone para curvas de alta carga aerodinâmica. Durante um trecho, a pressão sobe de 0.3 a 0.5 bar conforme o nitrogênio aquece, atingindo pico de 110°C após 15 voltas com compostos C3 médios.

O superaquecimento provoca bolhas – surgem bolhas na borracha a 120°C – ou granulação (rasgo superficial a 115°C). As equipes respondem com orientações via rádio – “tire o pé e deixe levar até a Curva 3” – reduzindo o atrito em 10-15%. Uma parada de 2 segundos troca os pneus se o calor reduzir a aderência além de 0.5 segundos por volta, monitorado via sensores térmicos (amostragem de 50 Hz) embutidos na roda.

Dinâmica de Pista e Corrida: Estressores Térmicos

A superfície do asfalto determina a carga térmica – pavimentos abrasivos (coef. 0.9-1.0), como Losail no Catar, geram 20% mais calor que pisos lisos (0.7-0.8) como o de Suzuka, Japão. Temperaturas ambientes – 35°C em Singapura contra 15°C no Canadá – mudam o comportamento dos pneus; C1s em corridas quentes suportam trechos de 40 voltas, enquanto C5s em clima frio se desgastam em 15. Curvas com 5g (como Curva 8 em Istambul) elevam a temperatura lateral a 100°C, enquanto derrapagens de 1.200 rpm na largada adicionam 50°C instantaneamente.

A estratégia de corrida amplia isso – trechos longos com compostos duros controlam calor para estratégias de uma parada (perda de 22 segundos no pit), enquanto compostos macios impulsionam o ritmo no início, mas superaquecem até a volta 20. Carros de segurança – reduzindo a velocidade para 80 km/h – resfriam os pneus para 70°C, comprometendo a aderência na relargada. Os compostos da Pirelli para 2025 equilibram isso; os C2-C3 (médios) mantêm 95-105°C por 30 voltas em pistas médias.

Resumo Técnico

Os pneus da F1 controlam o calor através da química dos compostos (mistura sílica-carbono), da resistência estrutural (cintas de aramida, preenchimento com nitrogênio) e da precisão na pressão (1.4-1.7 bar), dissipando mais de 500 watts via convecção e condução. Do aquecimento inicial de 90°C ao pico de 110°C, resistem a retas a 300 km/h e curvas de 5g, moldados pela abrasividade da pista e pela tática de corrida – engenharia no limite.

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Perguntas Frequentes sobre Pneus da Fórmula 1

Como os pilotos de Fórmula 1 aquecem seus pneus durante uma corrida?

Os pilotos da Fórmula 1 aquecem seus pneus balançando de lado nas retas e aplicando frenagem e aceleração controladas, elevando a temperatura da borracha da faixa ambiente (20-40°C) até a faixa ideal de 90-110°C para melhor aderência. Em voltas de saída ou formação pré-corrida, serpenteiam a 100-150 km/h – gerando forças laterais de 2-3g – para aquecer a banda de rodagem por atrito, somando 20-30°C em 30 segundos, segundo dados da Pirelli para 2025. Frenagens fortes em curvas (por exemplo, de 300 km/h para 100 km/h) elevam a temperatura lateral em 15-20°C, enquanto leves acelerações nas saídas aquecem os pneus traseiros.

Como a temperatura afeta os pneus da Fórmula 1 durante uma corrida?

A temperatura afeta os pneus da Fórmula 1 alterando aderência, desgaste e durabilidade, com os compostos da Pirelli de 2025 operando melhor entre 90°C e 110°C. Abaixo de 70°C – comum durante voltas sob Safety Car – os pneus perdem elasticidade, reduzindo a aderência em 20% conforme a borracha endurece (faixa Tg: -40°C a -60°C), segundo a Pirelli. Acima de 120°C, como visto em pistas abrasivas como Bahrein, o superaquecimento causa blister (bolhas de borracha) ou graining (rasgos superficiais), baixando os tempos de volta em 0.5-1 segundo. O calor ambiente (ex: 35°C em Singapura) acelera o desgaste em 0.03 mm por volta em compostos macios, enquanto condições mais frias (15°C) estendem os trechos com compostos duros C1 em 10-15 voltas. A pressão sobe 0.1 bar a cada 10°C, afetando o manuseio – muito quente gera blister e graining, muito frio compromete a resposta.

Os pneus da Fórmula 1 são pré-aquecidos antes da corrida?

Sim, os pneus da Fórmula 1 são pré-aquecidos nos boxes com mantas elétricas a 70-80°C antes da instalação, garantindo que estejam próximos da faixa de operação ideal de 90-110°C na largada, segundo os protocolos da Pirelli para 2025. As regras da FIA limitam a temperatura das mantas a 80°C para compostos secos (C1-C5) e 60°C para pneus de chuva, aplicadas entre 1-2 horas antes da corrida – C5s macios atingem 80°C, C1s duros mantêm 70°C – para minimizar voltas de aquecimento dos pilotos. Isso aumenta a aderência inicial em 15-20% (0.2-0.3 s por volta), crucial nas batalhas da primeira curva, e mantém um aquecimento uniforme nos pneus dianteiros 305/720-18 e traseiros 405/720-18.

Por que os pneus de Fórmula 1 se desgastam rapidamente durante uma corrida?

Resposta: Os pneus de Fórmula 1 se desgastam rapidamente devido aos compostos de borracha macia e à banda de rodagem fina, projetados pela Pirelli em 2025 para priorizar aderência em vez de longevidade, desgastando-se a 0.03-0.05 mm por volta em pistas abrasivas como o circuito de 5.419 km do Catar. O atrito em alta velocidade (rotação de roda a 1.000 km/h) e forças de curva de 5g geram 500-600 watts de calor por pneu, ultrapassando os 110°C, onde compostos macios C5 formam bolhas entre 15-20 voltas. A banda de rodagem de 3-4 mm – mais fina que pneus convencionais (8 mm) – sacrifica durabilidade para tração, reduzindo o desempenho em 0.5 s por volta após 30% de desgaste. Ângulos de cambagem agressivos (até -3.5°) e carga aerodinâmica (800 kg) aumentam o estresse, destruindo a borracha mais rápido do que a vida útil de 40-50 voltas dos compostos duros C1.

Traduzido do artigo original em inglês “How Do Formula 1 Tires Manage Heat During a Race?“