Alguns de vocês provavelmente se perguntam como fazer carros de Fórmula Um, que atingem velocidades superiores a 320 Km/h, gerenciar a frenagem de forma eficaz no final de uma longa reta. As altas temperaturas atingidas pelos discos de freio são enormes - algumas vezes superiores a 1000 graus Celsius - assim como eles conseguem construir essas coisas que são capazes de suportar centenas de freadas por corrida? A fim de ver como um sistema de freio regular funciona, convidamos o leitor a ver e – tentar – entender como funcionam os freios de um carro de Fórmula 1. Dito isto, vamos agora concentrar-se na “Fórmula Freios”. A forma como eles funcionam tem quase o mesmo princípio como a dos carros de rua, só que eles são feitos de materiais diferentes e passam por mudanças importantes no sentido de funcionar em temperaturas extremamente altas. Quando acionados os freios são submetidos a temperaturas tão altas que o disco de fibra de carbono fica incandescente. Primeiro de tudo, a coisa mais importante sobre um sistema de frenagem de um fórmula 1 é este é baseado em discos de freio. Durante anos os discos de freio foram construídos em aço, mas o tempo provou que os discos de freio de carbono. Material do qual eles são feitos atualmente, fez com que se tornassem mais seguros e eficazes. Contudo, Mesmo sendo o disco de freio e pinça feitos de fibra de carbono, não é 100% garantido que os freios vão durar a temperaturas superiores a 1000 graus Celsius a corrida inteira. Um disco de freio de um Fórmula 1 tem 28 milímetros de espessura e 278mm de diâmetro e é feito da melhor fibra de carbono existente no mercado. Na verdade, a construção de um destes discos de freios pode demorar um fabricante não inferior a metade do ano. O processo de construção das fibras de carbono utilizadas para discos de freio, pastilhas e pinças é extremamente complexo: Primeiro, leva-se o PAN regular (nitrilo polyacrylo branco) e as fibras pré-oxidadas através de um processo de aquecimento. No entanto, esta é apenas a primeira parte do processo de formação, como o resultado desta fase inicial, o material está pronto para a carbonização. Após a carbonização, o material de origem tem que passar dias, até semanas, em fornos de alta temperatura (simulando as temperaturas durante a corrida, o que significa algo em torno de 1000 graus Celsius), quando combinado com um gás rico em hidrocarbonetos. Desta forma, as camadas de fibra de carbono dentro do forno irão mesclar-se perfeitamente a fim de criar uma peça de onde nascerá um belo disco de freio. Na foto, vemos em detalhe as pinças com as pastilhas (1); o disco de freio (2); e a caixa de acionamento do conjunto (3). A fase final do processo é o corte e a usinagem do material que resultará na forma de um disco de freio. Este processo depende do sistema utilizado por cada equipe em particular. As equipes de F1 também podem optar por diferentes fabricantes. As principais fornecedoras da categoria são a Hitco e a Brembo. Agora que temos esta etapa que é a fabricação abrangida, vamos dar uma olhada em como o sistema realmente funciona. Em comparação com os carros de rua, um fórmula 1 têm seu sistema de frenagem dividida entre os freios dianteiros e os traseiros, como é determinado pela Federação Internacional de Automobilismo – FIA. A razão para divisão do sistema de frenagem está relacionada às questões de segurança, ou seja, se uma falha do sistema de uma das partes ocorrer, o outro poderá atuar, a fim de frear o veículo. O processo de fabricação de um discode freio leva semanas, ao passo que, após uma hora e meia de prova ele está acabado! Além dessa função, a separação da parte dianteira e traseira do sistema permite que os pilotos façam uso dos freios de forma diferente durante a corrida, alterando a carga dos mesmos e també – de forma indireta – o ajuste das barras estabilizadoras. Além disso, a condição de corrida poderá exigir outras alterações. Se em condição de pista seca a maioria das freadas acontece na extremidade dianteira do carro, as corridas com pista molhada (por exemplo) exigem mais eficiência do sistema na parte traseira do carro. Além disso, mudar o balanço dos freios também pode ajudar os pilotos a preservar os pneus contra desgaste excessivo durante a prova. O sistema é alimentado por dois cilindros de freio mestre do qual o líquido de freio é bombeado para as pinças de ambos os sistemas, dianteiro e traseiro. Estes cilíndros estão localizados dentro do conjunto da suspensão dianteira, a fim de maximizar o espaço dentro do chassi do carro. Quando o piloto aperta o freio, o referido líquido dos cilíndros é inserido no sistema de pinças pastilhas e isso leva à contração do bloco de freio de carbono (localizado sobre os discos de freio). A "alma" de todo o sistema é o flúido de freio. Se o sistema hidráulico falha, os freios não funcionam e o piloto "vira passageiro". O que é interessante é que o sistema não é ativado no momento exato em que o piloto pressiona os freios. Na verdade, para os primeiros centésimos de segindo – que pode soar um período muito curto de tempo para quem não está acostumado com o ambiente das corridas, mas, que em termos de fórmula 1, é uma quantidade considerável de tempo – o carro se comporta como se os freios não tivessem sido acionados ainda. A razão pela qual isto acontece é que o processo pelo qual os discos de freio e as pastilhas precisam para alcançar a melhor temperatura de operação – cerca de 600 graus Celsius. Elevar esta temperatura demanda este “enorme intervalo de tempo”. Após passado meio segundo, a temperatura do conjunto será superior a 1000 graus Celsius, levando o carro para frear instantaneamente. Qual é realmente o lado negativo da coisa toda, como a desaceleração é bastante brutal sobre os pilotos. Apenas para fazer uma idéia do quanto, sabe-se que um piloto passa por um momento em que a força horizontal chega a 5.4 vezes a força da gravidade. É como se um piloto com 70 Kg passase a pesar, por um instante, 378 Kg. Um carro de fórmula 1 pode desacelerar de 320 Km/h até a uma parada completa em menos de 4 segundos. Detalhe do disco de freio após a prova. As ranhuras existentes para a ventilação simplesmente se foram. o desaste é total. A segunda parte importante de um sistema de frenagem de um carro de fórmula 1 é o sistema de arrefecimento. Temos de admitir, não importa o material de que um freio a disco é feito, ele não pode suportar as altas temperaturas acima descrito sem refrigeração constante. A fórmula que equipes usaram passam por várias soluções para melhorar a refrigeração para os freios, com a característica mais importante sendo a malha de dutos de ar. As condutas de ar são os pequenos sulcos e passagens criados no sistema para ventilação direta das pastilhas do conjunto interior do disco de freio. Estes, por sua vez, também possuem ranhuras com o mesmo objetivo (localizado dentro da roda). Além da competição entre os carros, existe a competição entre os fabricantes. Rubens Barrichello sofreu com os freios ano passado. A fim de melhorar o fluxo de ar vindo de fora da roda, a maioria das equipes utilizou, no ano passado, calotas estáticas, que além de melhorar a refrigeração, fucionavam como elemento aerodinâmico para reduzir a turbulência e o atrito com o ar das rodas. Proibidas em 2010, fizeram os projetistas trabalhar em outras soluções. Um abraço, Luiz Mariano |