¿Cuánto consume un bólido híbrido de resistencia (LMP1-H)?

by Diego R. on 20 septiembre, 2016
Gasolina y diésel tienen un tope de gasto

A estas alturas, y como buenos aficionados a todo lo que tenga motor y ruedas, ya sabréis los habituales de esta página lo interesante que se ha vuelto el Mundial de Resistencia (WEC), gracias a las emocionantes carreras repletas de adelantamientos y tensión hasta que el cronómetro se pone a cero. En parte, el culpable de dicha emoción es el actual reglamento de la categoría LMP1, y es que la obligación de los fabricantes a participar con un prototipo de propulsión híbrida (LMP1-H) supone un buen argumento de ventas, mostrando al mundo el arsenal tecnológico de cada marca.

Tras el debut con victoria del Audi R-18 e-tron en 2012, estrenando apoyo híbrido en el eje delantero y reverdecer laureles en 2013, la FIA y el ACO se pusieron manos a la obra para dar un paso adelante en respuesta a los tiempos modernos y terminar de abrir las puertas a las nuevas tecnologías. El resultado fue un novedoso y revolucionario reglamento LMP1 para la temporada 2014, que sin cambios de gran magnitud, se mantiene actualmente.

Para no repetirnos, ya que dicha regulación ha sido explicada anteriormente, llama la atención la limitación de consumo impuesta por vuelta, lo cual ha hecho a los ingenieros y diseñadores exprimirse la cabeza. Dicha limitación impone un consumo máximo de energía, y esta puede ser energía química proveniente del combustible fósil que alimenta al motor de combustión o energía eléctrica almacenada en los sistemas de recuperación ERS. En el caso de los LMP1-L (no híbridos) únicamente se valen de la energía del combustible.

Echando un vistazo al reglamento y las subdivisiones energéticas de LMP1-H, podemos ver que todas las cantidades máximas de energía consumida permitidas se encuentran medidas en megajulios (MJ). El motivo no es otro que aportar claridad y sencillez, dado que las cantidades a consumir deben ser fácilmente mensurables y comparables, y estamos hablando de dos fuentes de energía distintas; no podemos comparar kilogramos o litros con voltios o amperios, pero sí que podemos comparar la energía que cada una produce o libera, porque la energía, sea cual sea, se mide en julios en el Sistema Internacional.

Reglamento WEC

Consumo máximo de energía por vuelta para el circuito de Le Mans, extraído del reglamento técnico del WEC 2016

Hecha esta aclaración, resulta más comprensible la limitación aplicada por el reglamento, y es que impone, como podemos ver, una cantidad máxima de energía a consumir por vuelta proveniente del ERS y otra cantidad proveniente de gasolina o gasóleo. A estas alturas lo comprenderéis, pero… ¿a que resultaría más claro ver ese consumo máximo reflejado en l/100 km? Vamos a hacer un cálculo aproximado que nos permita obtener una cifra en estas unidades más usuales para nosotros.

Para empezar, necesitamos saber cuánta energía libera el combustible, y ese dato que necesitamos se llama poder calorífico. En el caso de la gasolina y el gasóleo, el poder calorífico inferior es de 10.510 y 10.170 kcal / kg, respectivamente (datos del IDAE). Los valores tomados son para combustibles normales, cabe esperar que los combustibles de competición mejoren estos valores. Pero bueno, ¿no debe estar todo en las mismas unidades? Cierto, vamos a convertirlas:

Fórmulas calorías combustible

Ya tenemos el poder calorífico en unidades del Sistema Internacional, y por tanto, podemos calcular la masa de combustible que cada vehículo tiene permitido consumir mediante una sencilla cuenta de dividir:

  • Audi R18 (Diésel 6MJ): 121,6 / 42,51 = 2,86 kg / vuelta
  • Porsche 919 Hybrid y Toyota TS050 (Gasolina 8 MJ): 124,9 / 43,93 = 2,84 kg / vuelta

Motor Audi LMP1-H WEC

Como puede observarse, el reglamento permite gastar más combustible por vuelta a aquellos prototipos que se acojan a una división energética inferior

Ya hemos dado un buen paso, hemos traducido la cantidad de energía a cantidad de masa, ¿y si lo pasamos a litros? Perfecto, para ello necesitamos la densidad de cada fluido, asumiendo una densidad de 0,75 y 0,85 kg / l, respectivamente. Dividiendo cada masa por su respectiva densidad, obtenemos que el Audi puede gastar 2,86 / 0,85 = 3,364 litros / vuelta, mientras que Porsche y Toyota pueden consumir 2,84 / 0,75 = 3,79 litros / vuelta.

Los datos manejados, y que han sido sacados del reglamento, son de aplicación únicamente al circuito de Le Mans, eso significa que el gasto en el trazado francés, en l / 100 km, es de:

  • Audi: (3,364 / 13,629) x 100 = 24,69 l / 100 km
  • Porsche y Toyota: (3,79 / 13,629) x 100 = 27,81 l / 100 km

¿Qué os parecen estas cifras de consumo? Son absolutamente sorprendentes. Sin ir más lejos, muchos deportivos a la venta superan estos consumos en conducción deportiva, sin irnos necesariamente a ejemplares de potencia descabellada. Como dato curioso, un tráiler de 40 toneladas viene a consumir una cifra muy parecida en carretera, pero rodando “un poco” más despacio.

Audi LMP1-H WEC

¿Y cómo consiguen ajustarse a ese consumo? Pues con técnica y con práctica. Por un lado, la disciplina de la Resistencia en tiempos modernos es todo un ejercicio de ingeniería, consiguiendo diseños con una carga aerodinámica alta, pero con cada vez menos resistencia. Asimismo, los motoristas tienen mucho que decir, no obstante, grandes avances aplicados a la automoción han encontrado su origen, desarrollo o puesta en valor en este campeonato, como pueden ser la inyección directa de gasolina, las bombas de agua eléctricas o la transmisión de doble embrague.

Por otro lado, la técnica de pilotaje influye de forma decisiva para no penalizar por consumo; de esta forma se ha introducido la técnica del “coasting” o dejar rodar por inercia. Si habéis visto las 24 Horas de Le Mans, podréis observar en las cámaras a bordo cómo los pilotos de estas máquinas levantan el pie del acelerador durante alrededor de un segundo, para después frenar y generar energía eléctrica (se escucha claramente que el motor deja de rugir y a continuación suena el chillido estridente del MGU-K).

Además, para no luchar inútilmente contra una resistencia aerodinámica proporcional al cuadrado de la velocidad, los pilotos usan el empuje híbrido a la salida de las curvas hasta que agotan la sexta velocidad; os invito a que visonéis un vídeo on board en Le Mans y escuchéis como salen los Audi, Porsche o Toyota de las chicanes que fragmentan la recta de Hunaudiéres; al meter séptima el MGU-K deja de emitir tanto ruido. Esto supone un cierto cambio respecto a la competición que se hacía en décadas pasadas: ya no se busca una velocidad punta elevada con tanto ahínco (energéticamente costosa), sino que se busca mejorar el paso por curva (algunas curvas pueden recorrerse por inercia o con acelerador fijo, con coste energético bajo o nulo) y la aceleración (ayuda a defender la posición y a obtener pronto la velocidad punta).

Por si estos datos fueran poco sorprendentes, os aporto el colofón final: entre 2014 y 2016, las cantidades máximas de energía por vuelta procedente del combustible se han visto reducidas en más de un 7% de media, y sin embargo, los tiempos por vuelta se han rebajado, incluso, a pesar de la limitación de potencia a 300 kW para Le Mans en 2016. Ah, y en el trazado de La Sarthe, el acelerador se pisa a fondo durante más de un 70% de la vuelta…

Porsche LMP1-H WEC

Los números deducidos en este artículo deben considerarse aproximados, puesto que las propiedades usadas son de combustibles comerciales, pero sirve para hacerse una idea de la eficiencia de estos bólidos. Espero que os haya resultado interesante.

  • http://4wheels4fun.net/ Ander Arribillaga

    Me ha resultado interesantísimo. Mis dos coches consumen eso (y más) cuando van a circuito. No sé cuánto más (prefiero no saberlo), pero más seguro.

    • http://www.javiercostas.com/ Javier Costas Franco

      Al Supra, haciendo cuenta de la vieja, me salían 25 l/100 km, pero claro, no iba a fuego…

      • Matt

        En circuito, lo más económico que he llevado ha sido el GTR que se quedó en 54 litros, una ganga!

        Los Ferrari se acercan y superan los 200

        • Matt

          https://youtu.be/JmxUsGiGp3w

          Traduzco, el 599 hizo 1,7 millas con un galón, haciendo drift te puedo decir que fue más de 300 litros

  • Matt

    Os doy consumos de primera mano, Lamborghini Huracán ST, tracción trasera, 620cv, 180 litros de media, en Albacete sube a 200, y no es de los que más consumen, eso sí Pertamina de más de 100 octanos, que vale una pasta cada litro.

    • http://www.javiercostas.com/ Javier Costas Franco

      Me resulta muy difícil de creer, si un Fórmula 1 puede gastar como 100 l/100 km en carrera…

      • Matt

        He dicho de primera mano, en Albacete fueron dos litros por kilómetro y en Vallelunga a 1,8 por kilómetro. No es el mayor gasto, el de ruedas supera la ficción

  • Mincho AT

    Muy interesante artículo. En muy poco tiempo este Blog ha subido un montón de peldaños. Da gusto entrar y ver artículos así.
    Saludos!

    • 44554

      Muy de acuerdo y vengo a remarcarlo. Felicitaciones al blog!

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