Quando alla vigilia del GP del Belgio è iniziata a circolare la notizia che sulle Mercedes W08 Hybrid di Lewis Hamilton e Valtteri Bottas sarebbe stata installata la quarta Power Unit stagionale, in molti si sono chiesti quale fosse il senso di una mossa simile in Casa Mercedes. Quella belga, infatti, per entrambi i piloti avrebbe rappresentato la 4^ unità stagionale, l’ultima a poter essere installata sulle monoposto senza incappare in pesanti penalità sulla griglia di partenza. E l’ultima quindi a poter essere sviluppata, visto che per montare sulle W08 un propulsore con eventuali migliorie equivarrebbe a dover far omologare – e poi installare – una quinta Power Unit.
Quindi a che pro, si chiedevano in molti, “giocarsi” già nel corso del GP del Belgio l’ultima cartuccia rimasta in termini di Power Unit per poi affidarsi alla rotazione tra i vari motori già usati per affrontare ciò che resta della stagione 2017? Sembrava una scelta non ponderata, un po’ avventata, forse anche scellerata. Ma sono bastate un paio d’ore per far capire che la Mercedes, ancora una volta, aveva semplicemente giocato d’astuzia, aggirando un cavillo regolamentare sfruttando benissimo una delle tante lacune del Regolamento Tecnico della F1.
E’ ormai cosa nota a tutti che i Top Team della F1, per “arricchire” la benzina ed aumentare così le prestazioni dei propri propulsori, facciano ricorso all’olio motore. Ed è cosa altrettanto nota il fatto che la FIA, dopo essere venuta a conoscenza di questo espediente, abbia deciso di porre un freno a questa pratica, imponendo alle scuderie un consumo d’olio inferiore rispetto a quello avuto finora. Le monoposto di F1, ha decretato la FIA, dovranno consumare meno di 0,9 kg di olio ogni 100 km. Un limite che però entrerà in vigore e sarà efficace per tutti i propulsori che verranno omologati a partire dal GP d’Italia. Quelli omologati prima di tale GP, come i M08 EQ Power+ della Mercedes, potranno invece sottostare al vecchio limite di 1,2 kg di olio consumati ogni 100 km percorsi per tutto il resto della stagione. E, a questo punto, è evidente quale vantaggio sia riuscita a trarre la scuderia di Brackley dall’omologazione anticipata della quarta Power Unit. Le W08 Hybrid infatti, se non dovranno omologare la quinta PU, potranno disputare il resto della stagione con in tasca un vantaggio nei confronti di tutte le altre scuderie dello schieramento. Perché, dato che gli aggiornamenti in termini di Power Unit arrivano con qualche GP di ritardo ai team clienti, omologando le quarte unità dopo il GP d’Italia neppure gli acquirenti dei propulsori di Brixworth potranno beneficiare del vecchio limite di 1,2 kg/100 km. Un limite meno stringente che, per l’appunto, varrà solamente per Mercedes.
Ma da un punto di vista più tecnico, cosa comporta questa disparità di trattamento? Per cercare di capirlo meglio abbiamo chiesto aiuto ad Adriano Titta, studente del PoliTo e membro della sezione Powertrain della squadra di Formula SAE dell’ateneo torinese, al quale cedo virtualmente la parola.
Chi ha una conoscenza anche solo superficiale dei motori termici e dei meccanismi di combustione dei motori ad accensione comandata sa che una benzina con maggior numero di ottano permette di raggiungere potenze più alte. Ciò si ottiene perché tali benzine permettono di introdurre una maggior quantità di miscela aria/benzina in camera di combustione senza incorrere in detonazione (cosa che invece sembra quasi voler ricercare l’attuale tecnologia motoristica della F1, ma non è opportuno parlarne qui). Questo è dunque il motivo principale, che può poi essere combinato con maggiori rapporti di compressione o anticipi di scintilla ancora maggiori del solito, per ottenere pressioni più alte e di conseguenza un aumento dei valori di coppia e di potenza massima.
Le benzine della F1, tuttavia, hanno delle limitazioni ben precise da regolamento, che ormai da parecchi anni impone di utilizzare sulle monoposto benzine che siano almeno derivate da comuni benzine commerciali. Il motivo di questa decisione è che sostanzialmente, ai fini tecnologici, ha poco senso studiare una costosissima benzina utilizzabile solamente in gara che non abbia poi ricadute reali sul mondo “normale” dell’automobilismo, per un travaso di tecnologie che ha invece da sempre fatto parte del DNA della F1 (si pensi ad esempio alle cinture, ai caschi, all’aerodinamica, ai motori turbo, al down-sizing, all’iniezione elettronica, all’ibrido, al traction control…). Nel 1983 fece scalpore la mossa di un vecchio volpone di questo sport – un certo Bernie Ecclestone – che, da proprietario della Brabham motorizzata BMW, fece prima rimuovere dal regolamento tecnico della F1 l’aggettivo “commerciale” dietro la denominazione della benzina, e poi commissionò lo studio di una benzina “esotica” ad un’azienda petrolchimica tedesca. Pur rientrando nei limiti di ottano previsti del regolamento grazie alle tolleranze dell’epoca, fu evidente il vantaggio su due piste di motore come Hockenheim e Monza, e dopo una denuncia da parte della Renault sull’irregolarità di tale comportamento fu deciso di tornare alla vecchia regola.
L’attuale regolamento tecnico FIA dedica un’intera regola alla benzina (la 19 a partire da pagina 84), limitando fortemente l’utilizzo di alcune componenti che permettono di aumentare il numero di ottano o il potere calorifico della benzina perché poco presenti sulle benzine stradali. Tra di esse, figurano ad esempio il piombo, l’etanolo, il metanolo (anche nelle loro versioni bio) e gli aromatici. Siccome tali componenti sono limitati ma i nuovi motori turbocompressi richiedono e sostengono potenze specifiche impressionanti (si parla di circa 600 CV/l, quando un motore ad alte prestazioni stradale come quello della Mercedes A45 AMG arriva appena a 200), l’opportunità di aggiungerla in altre maniere è sicuramente ghiotta. Se quindi le benzine sono sottoposte ad omologazioni e controlli stringenti, addirittura effettuati sulla temperatura (che rischiò di togliere il mondiale a Raikkonen nel 2007 causa presunte e non confermate irregolarità sulle BMW e Williams di allora), sugli oli lubrificanti, escludendo la possibilità di usarli come carburanti supplementari come specificato dal regolamento, i controlli sono molto meno restrittivi.
Di qui l’escamotage sfruttato pare in primis dalla Mercedes e successivamente dalla Ferrari di immettere olio o vapore di olio in camera di combustione tramite varie metodologie per sfruttare gli additivi “contrabbandati” dall’olio. Immettere olio in camera di combustione è una pratica in passato utilizzata in Formula 1 anche ai tempi dell’ingegner Forghieri, perché i bisogni di lubrificazione da parte di un motore che gira ad alti regimi di rotazione sono piuttosto difficili da soddisfare, anche in funzione delle alte forze in g a cui sono sottoposti i motori odierni. Tuttavia, pare che sia la prima volta che l’olio venga sfruttato non come combustibile o lubrificante ma come veicolo di additivi.
L’olio viene sostanzialmente introdotto in camera di combustione con due metodi. Il più comune prevede la presenza di una valvola di ventilazione che, partendo dal basamento, reintroduce eventuali gas intrappolati tra i raschiaolio del pistone direttamente nel condotto di aspirazione. C’è da considerare che le componenti della benzina, anche su auto stradali, vengono continuamente intrappolate dagli oli (soprattutto a freddo) e poi rilasciate a caldo, quindi potrebbe essere in parte sfruttato questo meccanismo, sfruttando un olio già ricco di additivi a freddo che, una volta entrato in temperatura il motore, possa poi rilasciarli naturalmente.
Il secondo metodo, invece, pare che possa permettere un’introduzione meno complessa e più massiccia. Sembra infatti che il gruppo turbocompressore della Ferrari abbia un condotto per spruzzare olio direttamente sulla girante del compressore (quindi in aspirazione) o per far trafilare il cuscinetto di tenuta della girante. In questo caso non solo verrebbero introdotti i vapori contenenti antidetonanti, ma direttamente l’olio in camera. Questo meccanismo giustifica, secondo tecnici Renault che hanno fortuitamente scoperto questa cosa al banco prova motore, incrementi di potenza fino a 60 CV. Tuttavia il consumo di questi lubrificanti va contro lo spirito dello sport stesso, che come detto in precedenza punta ad avere ricadute tecnologiche utilizzabili sulle auto stradali di tutti i giorni, senza considerare poi che un eccessivo consumo di lubrificante comporta un aumento degli inquinanti ed eventuali danni al motore.
Altre ipotesi di utilizzo dell’olio sono legate all’opportunità di abbassare la temperatura in camera di combustione per prevenire la detonazione. Tuttavia, sfruttare l’olio in questo modo porta anche ad una perdita di efficienza da parte del motore e ad una peggiore combustione sotto alcuni aspetti, quindi viene reputato un effetto marginale se non controproducente.
Capite ora perché le scuderie di F1 si sono categoricamente rifiutate di introdurre già a partire da questa stagione un limite standardizzato a 0,6 kg/100 km ed abbiano accettato di modificare il limite attuale solo a partire dal GP di Monza, con dunque più tempo a disposizione per adattare le proprie PU? Immaginiamo di sì. E capite perché quei 0,3 kg/100 km potrebbero essere un grosso vantaggio per Mercedes da qui alla fine della stagione? Come prima, immaginiamo di sì.
P.S.: C’è chi in questi giorni grida ai motori 2T in F1, sostenendo che il consumo di 1,2 kg di olio ogni 100 km su 105 kg di benzina ogni 300 km equivarrebbe ad una miscela al 3,5% circa. Ricordo però che la miscela si fa sul volume e non sulla massa, e quindi assumendo come densità standard 0,9 kg/l per il lubrificante e 0,68 kg/l per la benzina si arriva ad una miscela del 2,5% circa. Bisogna poi tener conto che il consumo di lubrificante effettivo si aggirerà intorno al 70% – con il restante 30% di additivi -, quindi 0,85 kg/l di lubrificante bruciato, che probabilmente scenderà almeno a 0,8 kg/l con il nuovo limite. Con questi valori più realistici il rapporto di miscela olio/carburante si aggirerebbe intorno al 1,75%: decisamente lontano dai valori richiesti da un 2T.
