AQUECIMENTO DE PNEUS – AS MANTAS DE PNEUS SÃO USADOS DESDE A DÉCADA DE 70
O pré-aquecimento de pneus em sua forma mais grosseira faz parte do automobilismo desde a década de 1970. Aparentemente, no Grande Prêmio do Canadá de Fórmula 1 de 1974, as equipes tiraram os edredons de suas camas de hotel para envolver os pneus nos boxes.
Hoje, o aquecimento dos pneus é explorado em quase todos os níveis de corridas de carros e motos, desde a Fórmula 1 e MotoGP, até as motos de pista e corridas de rádio controle, acreditem!
Para entender por que o pré-aquecimento dos pneus se tornou uma prática tão importante, primeiro precisamos entender como um pneu gera aderência. O comportamento viscoelástico da borracha de pneu significa que, em baixas temperaturas, as moléculas da borracha é alta, o que a torna quebradiça e rígida. Considerando que em altas temperaturas, as moléculas da borracha é baixa, tornando a borracha flexível e elástica. Quanto mais elástica a borracha, mais contato ela faz com a pista à medida que se molda aos sulcos do asfalto, o famoso “grip”.
CRÉDITO: Michelin
Quando um piloto sai dos boxes, sua principal prioridade durante a volta é levar os quatro pneus à temperatura de forma consistente. Isso significa evitar submeter os pneus a grandes cargas longitudinais ou laterais, minimizando frenagens e acelerações fortes, bem como reduzindo a velocidade em curvas longas.
Se um piloto forçar demais antes que os pneus estejam dentro da janela de temperatura ideal, a superfície do pneu fica muito fria e quebradiça para gerar aderência, resultando no deslizamento do pneu que danifica a superfície. Isso pode levar a granulação, o que reduz a quantidade de borracha em contato com a pista e, por fim, a aderência disponível.
O que são mantas de pneu, tendas e fornos?
As diferentes abordagens ao pré-aquecimento dos pneus são definidas nos regulamentos de cada campeonato. Normalmente, os monopostos usam mantas de pneus e as categorias de Protótipos e GT preferem aquecedores de pneus ou fornos. Isso se deve principalmente às dificuldades de encaixar uma manta de pneu no arco da roda dos carros.
Uma manta de pneu consiste em um elemento de aquecimento flexível contido em um gel condutor de calor. A manta é dimensionada para envolver toda a circunferência do pneu e, uma vez instalada no conjunto completo de pneus, as mantas podem ser conectadas a uma caixa de controle termostático que é usada para monitorar o processo de aquecimento.
CRÉDITO: XPB Images
Espaços hermeticamente fechados de pneus ou fornos são grandes recintos que abrigam vários racks de pneus. O ar quente é soprado para dentro das pilhas geralmente por meio de um aquecedor de ambiente à base de combustível, que aquece gradualmente os pneus. Tanto as mantas quanto os fornos consomem grandes quantidades de energia e, em ambos os casos, podem levar aproximadamente 1 a 2 horas para aquecer os pneus até a temperatura operacional desejada.
CRÉDITO: Greaves 3D
Por quanto tempo os pneus devem ser pré-aquecidos?
O tempo de permanência dos pneus na manta ou no forno é definido pelo regulamento de cada campeonato. Na Fórmula 1, os pneus só podem ser pré-aquecidos antes de uma sessão em que se destinam a ser usados. Os slicks podem ser pré-aquecidos por no máximo duas horas a 70 C (158 F), os intermediários também podem ser aquecidos por duas horas, mas apenas até 60 C (140 F) e os molhados não podem ser pré-aquecidos. Esses limites de temperatura referem-se à temperatura da superfície da banda de rodagem ou da parede lateral do pneu, medida com uma pistola de infravermelho, e não à temperatura definida nas próprias mantas.
O pré-aquecimento dos pneus deve ser proibido?
O problema de proibir o pré-aquecimento em campeonatos acostumados a essa prática é que pilotos, engenheiros e fabricantes de pneus precisam de tempo para se ajustar. Além disso, pré-aquecer um pneu e um aro também aumenta a pressão do pneu, o que é crítico para a integridade estrutural da parede lateral do pneu, principalmente em carros de corrida que geram downforce significativo. Sem pré-aquecimento, as pressões dos pneus ficarão muito mais frias no início de uma corrida, o que pode ser um risco de segurança estrutural.
CRÉDITO: Virtual Racing School
Há também a implicação adicional de pressões mais baixas que afetam a altura do percurso e, portanto, a plataforma aerodinâmica. Para evitar esse problema, as pressões de partida a frio podem ser aumentadas. No entanto, as pressões dos pneus aumentam significativamente ao longo de uma corrida, portanto, simplesmente aumentar as pressões iniciais pode significar que os pneus ficam com pressão excessiva mais tarde no stint, o que pode levar a uma infinidade de problemas de superaquecimento e desgaste.
A solução é desenvolver compostos e construções de pneus que possam fornecer suporte e aderência em temperaturas mais frias e pressões mais baixas, sem comprometer o desempenho. Fornecedor de pneus de Fórmula 1, a Pirelli tentou alcançar isso com uma abordagem passo a passo. A Pirelli originalmente visava 2022 para proibir mantas de pneus ao lado dos novos pneus de perfil baixo de 18 polegadas, no entanto, isso agora foi implementado em várias etapas.
A temporada de 2021 viu a temperatura máxima pré-aquecimento reduzida para 100 C (212 F) para os dianteiros e 80 C (176 F) para os traseiros. Isso agora foi reduzido para 70°C (158°F) por 2 horas, e o número de conjuntos de mantas para pneus slick reduzido para 7 por carro. Essa abordagem está dando à Pirelli tempo para desenvolver pneus que possam lidar com partidas a frio. Todas as equipes votarão sobre a proibição proposta de cobertores de pneus até 31 de julho, após o teste de dois dias após o Grande Prêmio da Inglaterra.
Os pneus podem ser aquecidos por no máximo 2 horas antes de uma sessão. CRÉDITO: Mercedes AMG Petronas F1 Team
O pré-aquecimento dos pneus resulta em melhores corridas?
Nem todos os campeonatos de alto nível pré-aquecem os pneus e, ainda assim, oferecem corridas competitivas e envolventes. Por exemplo, categorias como a IndyCar e a Fórmula 2 baniram com sucesso o uso de mantas de pneus. Na verdade, a falta de mantas de pneus na IndyCar gera mais emoção nas janelas do pitstop. A compensação de pneus novos e frios contra pneus muito gastos e quentes muda constantemente a eficácia do undercut ou overcut e, portanto, a estratégia de pit stop.
CRÉDITO: XPB Images
O British Touring Car Championship (BTCC) é outro bom exemplo de uma série de corridas que funciona bem sem qualquer forma de aquecimento dos pneus. Ao contrário de muitos outros campeonatos, o BTCC permite que carros com tração dianteira (FWD) e tração traseira (RWD) competem lado a lado. A ausência de pneus pré-aquecidos normalmente favorece os carros FWD nos estágios iniciais de uma corrida porque os pneus dianteiros são elevados até a temperatura muito mais rápido do que um carro RWD. No entanto, os carros RWD tendem a ter uma dispersão mais uniforme no desgaste dos pneus em comparação com um carro FWD e, portanto, têm mais aderência no final da corrida.
O futuro do pré-aquecimento de pneus
Há um argumento para dizer que, como piloto profissional, ir até o limite de aderência oferecido pelo pneu, independentemente do nível de aderência do circuito, da vida útil do pneu ou, neste caso, da temperatura do pneu, deve ser o normal. Isso, juntamente com o fato de que vários campeonatos profissionais de alto nível já operam sem qualquer forma de pré-aquecimento dos pneus, sugeriria que o WEC e a Fórmula 1 poderiam seguir com sucesso o mesmo caminho.
O que está claro, no entanto, é que, se as mantas e fornos de aquecimento de pneus forem banidos, os fornecedores de pneus e as equipes precisarão de tempo para se ajustar a essa nova forma de corrida. Fazer isso direito não é apenas vital para a segurança dos competidores, mas também é imperativo para a qualidade da corrida.
Também é publicamente importante que as razões ambientais para proibir o pré-aquecimento não sejam anuladas pela pegada de carbono de reparar danos causados por acidentes causados por carros batendo com pneus frios. Talvez a abordagem mais graduada aplicada pela Fórmula 1 e pela Pirelli pudesse ter sido utilizada pelo WEC para evitar as situações complicadas em torno dos aquecedores de pneus durante a preparação para Le Mans, nos acidentes que aconteceram com carros saindo do Pit com pneus sem a temperatura adequada, como foi ocasionado por dois acidentes sérios em que Brendan Hartley, da Toyota, e Antonio Fuoco, da Ferrari, bateram no Spa 6 horas.
Ambos os acidentes foram atribuídos à saída do pitlane com pneus frios. Isso levou a uma investigação aprofundada onde a FIA e a ACO concordaram em reverter o regulamento e autorizar o aquecimento dos pneus para todas as classes do WEC nas 24 Horas de Le Mans deste ano.
Racecar Engineering: Uma bíblia da tecnologia aplicada às competições em que Ricardo Divila tinha sua coluna que era reproduzida aqui na íntegra com seu conteúdo inovador e de qualidade. Continuamos a reproduzir sempre que houver oportunidade de conteúdos atuais e de projeção futura.
Fonte www.racecar-engineering.com
[autora] Gemma Hatton – BEng em Mech Eng da Bath University e MSc em Advanced Motorsport Eng da Cranfield University. Trabalhou na BTCC, GT e F1 como engenheira de pneus para a Pirelli e depois para a Manor F1. Ela escreve para a Racecar desde 2010, usando sua experiência em engenharia para desvendar a tecnologia moderna do automobilismo.
