¿Qué es la Fórmula Student?

El concepto tras la Formula Student es que una empresa ficticia contrata a un equipo de ingenieros para desarrollar un monoplaza de competición de estilo fórmula para pilotos no-profesionales que participarían en carreras monomarca. Cada equipo de estudiantes diseña y construye el prototipo dentro de la normativa de la competición, que tiene principalmente dos objetivos: fomentar las soluciones creativas y garantizar la seguridad en pista, ya que hay que tener en cuenta que los monoplazas son pilotados por los propios estudiantes.

En cada competición todos los prototipos son evaluados por los jueces de “la empresa” (expertos en el mundo del motor) mediante diferentes pruebas para decidir cuál es la mejor propuesta como proyecto y producirlo en serie. En total hay 1.000 puntos que se reparten de la siguiente forma (puede haber variaciones en función de cada competición):

Hay dos tipos de pruebas según el estado del monoplaza: por un lado están las pruebas estáticas, que no requieren que el monoplaza esté en movimiento, y por otro las dinámicas, en las que se puntúa en función del tiempo conseguido. A continuación se explicarán cada una de estas pruebas puntuables, empezando por las estáticas:

Pruebas estáticas

• Design Event: Un equipo de jueces expertos en diversos campos de la automoción evalúan el diseño general del monoplaza, los criterios que se han seguido para tomar las decisiones y los conocimientos de los responsables de cada sección. Al terminar la prueba, el jefe de los jueces se dirige al equipo para trasladarles sus impresiones, para que al año siguiente los equipos sepan cuáles son sus puntos fuertes y qué aspectos del coche deben mejorar.
• Cost & Manufacturing Analysis Event: Semanas antes de la competición, el equipo debe presentar un documento muy completo, donde se contabilizan los costes de fabricación de todas y cada una de las piezas del monoplaza. Para ello, la organización pone a disposición de los estudiantes unas tablas de costes estándar donde se detallan los costes de los materiales (kg de materia prima, m² de tela de materiales compuestos…), procesos (mecanizado, inyección, fundición, ensamblaje…), moldes, herramientas, tornillería y elementos comerciales estándar como neumáticos o amortiguadores. A partir de estas tablas que simulan los costes para la fabricación de 1.000 vehículos; los equipos detallan todo. Un equipo de jueces evalúa la corrección del documento comparándolo con el monoplaza real.
• Presentation Event: Uno o varios miembros del equipo exponen un “Business Plan” o “Plan de Negocio” a modo de presentación a los jueces. En ella argumentan y defienden el porqué a la empresa le interesa apostar por la fabricación en serie de su monoplaza y no el de otros equipos. Para ello pueden utilizar todo tipo de argumentos comerciales y técnicos como pueden ser las elevadas prestaciones, explicando cómo se organizarán competiciones con los monoplazas a modo de copa monomarca, las rentabilidades de la producción en serie, la organización de eventos especiales, etc.

Inspecciones técnicas

Uno de los pilares fundamentales de la Formula Student es la seguridad, por eso antes de realizar las pruebas dinámicas puntuables, el monoplaza se somete a cuatro inspecciones técnicas obligatorias que no puntúan. En ellas se comprueba que el diseño del monoplaza cuenta con las medidas de seguridad necesarias para competir. Si no pasa las inspecciones no podrá disputar las pruebas dinámicas. Estas cuatro inspecciones técnicas son:

• Scrutineering: Un equipo de expertos en el mundo de la automoción evalúan que el monoplaza cumple todos los requisitos técnicos necesarios especificados en la normativa de la competición. Se revisan con detalle distancias, geometrías, la posición del piloto, arcos de seguridad del chasis, peso del vehículo, materiales, soluciones utilizadas… Finalmente se realiza una prueba en la que el piloto tiene que poder salir del coche en menos de cinco segundos.
• Tilt Test: se sitúa el monoplaza con el piloto sobre una plataforma horizontal. Esta se inclina inicialmente 45 grados para ver que no hay ninguna pérdida de líquidos, y posteriormente se inclina hasta 60 grados para comprobar que no vuelca, demostrando su estabilidad frente a las fuerzas laterales.
• Noise Test: los monoplazas con motor de combustión deben revolucionar el motor hasta una velocidad especificada según la normativa dependiendo del tipo de motor. El nivel de sonoridad medido a una distancia concreta del tubo de escape no puede superar los 110 dBa.
• Brake Test: el piloto debe acelerar durante un tramo determinado y ser capaz de frenar bloqueando las cuatro ruedas a la vez, sin que se desvíe su trayectoria, demostrando así que el monoplaza tiene una capacidad de frenada suficiente y un nivel de estabilidad mínimo cuando lo hace.
• Rain Test: los monoplazas eléctricos deben pasar una prueba donde se rocía el coche con agua para verificar el correcto aislamiento de todos los componentes eléctricos.

Una vez completada cada una de las inspecciones, el oficial correspondiente colocará una pegatina en el monoplaza. Solamente los coches que tengan las cuatro pegatinas podrán realizar las pruebas dinámicas.

Pruebas dinámicas

En las pruebas dinámicas se puntúa en función del tiempo conseguido (menos en la “Fuel Economy”), el primer clasificado consigue el máximo de puntos de la prueba, y los puntos de los demás se calculan mediante formulas en función del tiempo del primer clasificado. Para mitigar la ventaja que supondría que un equipo cuente con un piloto muy hábil, solamente se permite que los pilotos participen en dos de las cinco pruebas, de este modo los resultados representarán en mayor medida las prestaciones reales del monoplaza.

• Acceleration Event: En esta prueba se cronometra el tiempo que necesita el monoplaza en recorrer 75 metros acelerando desde parado. Se realizan cuatro intentos, dos por piloto.
• Skidpad Event: En un circuito en forma de ocho, delimitado por conos, se cronometra el tiempo necesario para realizar los dos círculos del “ocho” en un sentido y los dos círculos en sentido contrario a la máxima velocidad posible sin tocar los conos. Así se evalúa la estabilidad y el paso por curva de los monoplazas. Se realizan cuatro intentos, dos por piloto.
• Autocross Event: En un circuito de unos 800 metros, muy revirado, se realizan dos vueltas seguidas a máxima velocidad. Se realizan cuatro intentos, dos por piloto.
• Endurance Event: En un circuito mayor que el anterior se realizará una prueba de resistencia, dando vueltas hasta completar un total de 22 kilómetros. Se lleva a cabo una parada obligatoria a los 11 kilómetros para cambiar de piloto, apagando el motor y volviéndolo a arrancar; poniendo a prueba la fiabilidad del monoplaza al límite.Esta es la última prueba de la competición y la que suele determinar cuál es el equipo vencedor. Además es la única prueba en la que hay más de un monoplaza simultáneamente en la pista, llegando a producirse adelantamientos mediante banderas azules en diversas zonas delimitadas para ello. Por estos motivos es la prueba que genera más expectación.
• Fuel Economy: Se mide la energía que ha necesitado el monoplaza para completar los 22 kilómetros durante la prueba de resistencia, ya sea en gasolina, etanol o extraída de las baterías. Para poder puntuar en esta prueba es necesario haber completado al menos la primera mitad, y que el tiempo del equipo no supere en un determinado porcentaje al del más rápido; para evitar conducir muy lentamente. La puntuación se calcula como un factor combinado entre el tiempo y el consumo energético.

La competición

Las competiciones se realizan durante varios días en los recintos de circuitos de competición internacionales como Hockenheim (Alemania), Silverstone (Reino Unido), Montmeló (España), Varano (Italia), A1 ring (Austria)…

En Europa los eventos más importantes son la competición del Reino Unido y la de Alemania. La del Reino Unido fue la primera competición organizada en Europa, en el año 1998, es lógico pensando en la gran tradición del país en el mundo del automóvil. Alemania se estrenó en el año 2006 y actualmente es considerada la competición de mayor nivel del mundo, además de la más popular y la mejor organizada. En ella participan más de 130 equipos de universidades de todo el mundo, de más de 30 países diferentes de todos los continentes. Sin duda tendría una mayor participación, pero las inscripciones están limitadas. Los equipos deben responder un test en Internet a contrarreloj, con preguntas sobre la normativa de la competición; los primeros que contesten todas las preguntas correctamente se les otorgará una plaza.

La competición actualmente se divide en dos categorías según el tipo de motorización: combustión o eléctricos; y también existen dos subcategorias: la “Clase 1” y la “Clase 2”. La Clase 2 es para los equipos nuevos que acaban de empezar, no tienen el monoplaza fabricado y solo participan en las pruebas estáticas para poner a prueba su proyecto. La “Clase 1” es la principal, donde los equipos compiten con sus coches acabados en las pruebas dinámicas. Una característica importante de la competición es que se exige que el chasis del monoplaza debe ser un nuevo diseño cada año, así se fomenta la innovación por parte de los equipos.

El equipo medio, formado por unos 20-30 estudiantes, participa en dos o tres competiciones al año, que se realizan en los meses de verano. Los horarios de la competición dependen de diversos aspectos como el número de equipos participantes, el tamaño de la organización, etc. No obstante suelen seguir el mismo patrón. Se prevén uno o dos días para que los equipos lleguen a las instalaciones y se preparen para la competición. En los siguientes dos días se realizan las pruebas estáticas y las inspecciones técnicas que permiten participar en las dinámicas. En los dos últimos días se compite en las pruebas dinámicas.

Todo ello se hace siguiendo unos estrictos horarios marcados por la organización

La competición se fundamenta en la seguridad, basada en una estricta normativa, por lo que está prohibido arrancar el motor en todo el recinto a excepción de una zona de pruebas y en las zonas de pruebas dinámicas. Para reducir el riesgo de accidentes las velocidades se restringen por medio de circuitos cortos y revirados, con amplios espacios para posibles escapadas. La prueba de aceleración se realiza en la recta principal del circuito profesional, así como gran parte de la prueba de resistencia. Al correr varios equipos simultáneamente, si un monoplaza más lento entorpece el ritmo de otro más rápido, los jueces señalizan el adelantamiento mediante banderas azules y el monoplaza más lento debe desviarse por una zona habilitada para ceder el paso y ser adelantado sin riesgos. Hay que tener en cuenta que los pilotos son estudiantes, no profesionales; aunque el nivel de conducción en muchos equipos es muy alto.

Hay establecido un ranking mundial que se actualiza después de cada competición. Este escalafón se calcula mediante formulas matemáticas en función de los puntos obtenidos en las últimas seis competiciones en las que ha participado cada equipo, estos puntos ponderan según la “importancia” de cada competición; aumentando más aún la competitividad entre los equipos.

Evolución técnica

En contraposición a la restrictiva normativa de cara a la seguridad, la mayoría de componentes cuentan con una normativa muy laxa que permite una gran variedad de soluciones técnicas. En los últimos años el coche medio de Formula Student ha experimentado una evolución técnica espectacular, veamos una comparación entre los coches del competitivo equipo de la Universidad de Stuttgart de 2008 y 2015:

Una reducción de peso extrema gracias a monocasco, asiento y llantas de carbono; sistemas de tracción total, con torque-vectoring, hibridación, recuperación de energía, telemetría, soluciones aerodinámicas complejas… En el año 2017 la competición de Formula Student en Alemania introducirá por primera vez una nueva tercera categoría: el coche autónomo. No se conocen demasiados datos por el momento, salvo que el coche deberá realizar un recorrido delimitado por conos guiado de forma autónoma.

Como puede verse, la competición ha alcanzado un altísimo nivel de competitividad y exigencia técnica. Esto hace que la Formula Student aporte a los estudiantes una experiencia real en el diseño y la construcción; negociaciones con la industria automovilística en busca de proveedores; enseña a los estudiantes a trabajar en equipo, bajo presión y con fechas de entrega estrictas; convirtiéndola en una de las plataformas más importantes para la promoción y el aprendizaje de futuros profesionales del mundo de la automoción.

La organización del equipo

Desde el punto de vista de un alumno que empieza en un equipo, una buena forma de comenzar la temporada es acudir a la competición de su país como ayudante, sin participar en las labores del equipo (pues no está inscrito para ese año); para ver como son las pruebas, como se trabaja en el equipo y así entender su funcionamiento y organización. Al principio del curso se decide qué alumnos serán los líderes del equipo, normalmente estudiantes veteranos en el equipo; y se organiza qué alumnos participaran en cada sección según sus conocimientos y aptitudes.

Las secciones pueden ser: Packaging, Chasis-Monocasco, Motor-Powertrain, Cambio, Electrónica, Pedalería, Ergonomía, Aerodinámica, Gestión…

Las decisiones arquitecturales importantes se suelen tomar en septiembre y octubre, que suele estar determinado por las confirmaciones de los patrocinadores principales. El diseño mecánico se cierra alrededor de diciembre o enero, ya que así lo exige la competición pues se deben enviar bastantes datos sobre el coche, y ser aceptados para poder participar. El coche se suele acabar de montar entre los últimos días de junio y mediados de julio, según los plazos de las competiciones en las que se participe; para poder tener algunas semanas para probar y ajustar el monoplaza y que los pilotos de adapten a su conducción.

¿Cómo se paga todo esto?

La principal fuente de financiación de los equipos de reciente fundación proviene del sector público, y en especial de la universidad. Una primera aportación básica y nada despreciable, es la cesión del siempre reducido espacio en la facultad. Para que un equipo formado por al menos 25 personas pueda trabajar en un proyecto con unos plazos tan reducidos es necesario disponer de un espacio en el cual poder mantener reuniones, plantear y debatir aspectos del proyecto, etc. Además del despacho, también es necesario un taller mecánico adecuado en el cual almacenar las piezas conforme se van fabricando o comprando, donde se pueda trabajar con ellas, montarlas y hacer ajustes en el vehículo, etc.

Para reducir los costes del proyecto y los tiempos de fabricación, es necesario que los estudiantes puedan disponer de la maquinaria de los diversos departamentos de la universidad: tornos, fresadoras, equipos de análisis, bancos de pruebas, etc. De este modo se pueden fabricar en la propia universidad piezas del vehículo y solamente es necesario adquirir la materia prima.

La tercera forma que tiene una universidad de colaborar en el proyecto es aportando dinero en efectivo. Esto es necesario para costear la inscripción en las competiciones: unos 500 euros por equipo de 20 estudiantes dependiendo de la competición; comprar materia prima, comprar componentes comerciales; y los desplazamientos del equipo: desplazar a 20 personas y un monoplaza, más las herramientas, recambios, tiendas de campaña, etc.

Más allá de la universidad, suelen ser habituales los patrocinios recibidos en forma de subvención de algún organismo público. Se trata a fin de cuentas de proyectos clave para la región, pues suponen un nexo entre las empresas y la universidad para el desarrollo de nuevos productos y tecnologías. Bajo el paraguas de la Formula Student se han desarrollado nuevos motores de combustión interna o algoritmos para el control de vehículos eléctricos, por poner solo algunos ejemplos. Esto se ha logrado al más alto nivel tecnológico, como demuestra el hecho de que casi anualmente un equipo de Formula Student bata un nuevo récord Guiness (normalmente de aceleración con coche eléctrico).

Por otro lado está la financiación por medio de inversiones del sector privado; a medida que el proyecto crece y se consolida, con los años lo hace también su presencia en los medios. Ello hace que la participación de empresas privadas en el proyecto se vuelva una opción muy atractiva por el retorno recibido. Las empresas pueden contribuir de distinta forma según el perfil que tengan. La más sencilla y difícil de conseguir es una pura aportación económica al proyecto. Normalmente una empresa es reacia a aportar dinero en efectivo, ya que es más difícil para ella obtener un retorno.

Mucho más habitual es la aportación en especie. Por ejemplo, si una empresa se dedica a la fabricación de componentes de fibra de carbono, es relativamente sencillo para ella ceder sus instalaciones al equipo para la fabricación del monocasco. El coste es relativamente bajo y el valor de la aportación es muy alto. Esta modalidad ofrece el mayor potencial de retorno para la empresa. Por ejemplo, una empresa gestiona un centro propio de formación profesional y dentro de esta formación, sus alumnos del módulo de mecanizado se responsabilizan de fabricar piezas diseñadas por los equipos de Formula Student.

De este modo el beneficio es absoluto en ambas partes: los estudiantes del módulo pueden fabricar piezas con utilidad real que los otros han diseñado, y los equipos consiguen piezas con un menor coste. Otro caso sería el de una empresa se dedica al diseño de sistemas eléctricos y ha colaborado con un equipo en el desarrollo del cableado y la electrónica del vehículo, haciéndolo habrá contribuido a formar a estudiantes en estas materias. Si la empresa tiene una vacante a cubrir, tendrá el contacto con estudiantes recién licenciados pero que ya habrán tenido experiencia en el diseño de estos componentes y además conocerán el entorno de la empresa en cuestión. Este es el verdadero valor que pueden obtener las empresas que contribuyen con los proyectos.

El valor final de un proyecto es un tema que siempre es objeto de debate, ya que en función de cómo se haga la valoración pueden salir cifras muy dispares. Los proyectos más humildes pueden completarse con relativamente poco dinero. Se necesita un motor de moto que puede ser de segunda mano y, simplificando, materia prima para fabricar todos los componentes. Con poco más de 5.000 euros en efectivo se puede tener todo y pagar una inscripción para una competición local, desplazándose una parte de los estudiantes.

En el extremo opuesto, especialmente en la categoría de vehículos eléctricos, simplemente el paquete de baterías puede alcanzar los 20.000 euros. Si se valoran todas las aportaciones económicas y en especie de patrocinadores y universidad, un proyecto puede alcanzar rápidamente los 250.000 euros.

Finalmente se puede añadir una tercera aportación, si bien es más bien un coste de oportunidad personal para los alumnos. Un alumno dedica aproximadamente 1.000 horas al proyecto y habitualmente esto conlleva que alarguen un año o más sus estudios. A nivel personal, esto implica renunciar a un año de salario. Si se consideran las horas de trabajo invertidas por los estudiantes es cuando realmente se aprecia el valor del proyecto y el trabajo que hay detrás.

La Fórmula Student en España

La primera participación de un equipo español en la Formula Student fue la Universidad Politécnica de Madrid en el año 2002; año a año han ido surgiendo nuevos equipos hasta los más de 20 que tenemos en la actualidad. Los resultados de los equipos españoles todavía están lejos de los primeros puestos, aunque hay una gran progresión. Actualmente el ranking mundial de la categoría eléctrica hay tres universidades españolas entre los 50 primeros puestos.

La única competición que se celebra en España, llamada Formula Student Spain, es en el circuito de Montmeló. La primera edición fue en el año 2010 y participaron un total de 11 equipos, entre ellos cinco alemanes y cuatro españoles. Cabe destacar la consolidación que ha tenido esta competición pues en este año (2016) la participación se ha disparado hasta los 70 equipos.

Espero que os haya interesado la Formula Student, y me gustaría aprovechar la oportunidad para invitaros a ir a Montmeló el año que viene para ver de primera mano esta interesantísima competición.