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Movidos a computador

A informática é hoje tão importante num carro de Fórmula 1 quanto a gasolina sem elas, o carro não anda, ou se arrasta pela pista. Dos pneus ao santantônio, qualquer acerto mecânico ou aerodinâmico passa pela eletrônica

Fátima Cardoso

O carro rasga a reta a mais de 300 quilômetros por hora, levantando poeira e torcida na arquibancada. De repense, na entrada da curva, começa a perder velocidade, e vai cada vez mais lento até encostar de vez junto ao guard-rail, abrindo passagem para seus adversários. A torcida, espantada, não entende nada, pois o piloto liderava a prova desde a largada, tudo parecia perfeito. Dentro do boxe da equipe, porém, a má notícia não foi uma surpresa. Desde algumas voltas atrás, os engenheiros responsáveis pelo bom funcionamento do bólido haviam detectado um superaquecimento no motor, e sabiam que a água que deveria refrigerá-lo, vinda do radiador, estava quente demais.Essa cena é hipotética, é claro—mas foi mais ou menos o que aconteceu no boxe da McLaren, durante o Grande Prêmio de San Marino, em abril passado. Não se tratava da água, mas do óleo —e o piloto Airton Senna conseguiu chegar à vitória graças às precisas informações sobre o estado geral do carro fornecidas pelos computadores. O carro da nossa corrida imaginária, acertadinho na pista, aos olhos do público, aparecia na tela do computador como tendo sérios problemas, e tanto os engenheiros quanto o piloto estavam certos de que era quase impossível completar a prova. 

Esses engenheiros não são adivinhos nem têm artes com o demônio. Eles puderam denunciar o defeito do carro ao piloto, valendo-se das informações obtidas pelo sistema de telemetria e aquisição de dados. Parte do circo da Fórmula 1 desde o inicio da era dos motores turbo, em 1977, esse sistema transforma o carro em algo parecido com um paciente na UTI— entulhado de censores ligados a computadores que monitoram suas “funções vitais” e todas as outras úteis na hora de escolher a melhor regulagem.”O computador mudou a Fórmula 1 para melhor”, opina o jornalista italiano Franco Lini, que cobre as corridas dessa categoria desde quando ainda não estava oficializada, em 1949. “Aquilo que antes se analisava “no olho” e se ajustava manualmente é hoje feito eletronicamente, de maneira muito mais objetiva”, compara. Mudar dos padrões humanos de qualidade para padrões eletrônicos significou, em uma palavra, precisão. E foi mesmo atrás dela que as equipes partiram quando os motores turbo invadiram as pistas.O motor turbo usa o gás saído do escapamento para dar pressão à mistura ar-gasolina dentro do motor, conseguindo assim mais potência. Para que funcione direito, é preciso ter um controle muito mais exato da gasolina que entra do que num motor aspirado, pois ar de mais ou de menos se traduz em perda de potência. Foi então que duas empresas, a francesa Renault e a alemã Bosch, começaram a desenvolver programas de computador para gerenciar os motores turbo, aproveitando que os equipamentos computadorizados ficavam cada vez menores. 

Microprocessadores pré-programados passaram então a viajar a bordo dos carros, atuando como controladores da injeção de gasolina. Como o microprocessador sabe, no meio de uma corrida, qual a quantidade de combustível que deve mandar entrar para atender às exigências do motor naquele momento?No início, a informação sobre a qualidade da mistura Ihe era fornecida por um sensor de temperatura no escapamento, que permitia distinguir misturas pobres (com muito ar) e ricas (com muita gasolina) e então fazer a correção. Esse simples sensorzinho, o Adão da eletrônica embarcada na Fórmula 1 atiçou a imaginação dos engenheiros, que vislumbraram um fabuloso futuro para seus descendentes nas pistas. “Começou-se a usar sensores de pressão no motor, depois vieram sensores na suspensão e, como isso funcionou, pensou-se em colocar atuadores para endurecer ou amolecer os amortecedores—enfim, o uso de censores cresceu como bola de neve”, conta o engenheiro Octávio Guazzelli Neto, responsável por telemetria e aquisição de dados da equipe Minardi junto com o sócio Fernando Bueno de Paiva. Ajudou a esquentar essa febre uma feliz coincidência entre a necessidade de uma tecnologia e seu desenvolvimento—os carros cada vez mais leves e velozes precisavam de computadores de bordo cada vez menores e mais poderosos, e foi mesmo por essa microestrada que a informática seguiu.Dentro de um Fórmula 1 há normalmente dois computadores, um só para gerenciar o motor e o outro para receber e enviar para os boxes os dados fornecidos pelos sensores. 

Desenvolvido para vigiar os turbos, o computador para gerenciamento de motor continua em plena atividade nos motores aspirados hoje usados na categoria, já que os turbos foram proibidos a partir de 1989. É o computador quem decide quanto combustível vai injetar no motor para atingir a mistura ideal de ar-gasolina, como faziam os microprocessadores no início da história, só que de forma bem mais sofisticada.Em lugar da temperatura do escapamento, o computador hoje leva em conta a rotação do motor e o quanto o piloto está pisando no acelerador para controlar a abertura dos bicos injetores, recebendo informações dos sensores 100 vezes por segundo. Num banco de provas, os engenheiros já haviam estabelecido os pontos ideais de injeção—num motor que chega a 15 000 rotações por minuto há por exemplo 30 pontos, um a cada 500 giros. Durante a corrida, se o motor está num momento a 12 500 giros e o piloto pisa no acelerador com determinado ângulo, o computador junta os dados e manda os bicos injetores soltarem a quantidade de combustível exata, pelo tempo estritamente necessário (entre 0 e 5 milissegundos).Um potenciômetro colocado no cabo do acelerador informa ao computador o quanto o piloto pisou. Para medir a rotação do motor, um sensor alimentado com uma tensão elétrica é colocado lá dentro, em frente a uma peça em forma de estrela de quatro pontas, que gira junto com o motor. Cada vez que uma ponta passa pelo sensor, provoca um ruído no sinal; a quantidade de ruídos por determinado tempo resulta numa freqüência e, a partir dela, faz-se uma analogia que indica as rotações por minuto.

Os outros sensores do carro funcionam pelo mesmo princípio: são alimentados com uma tensão elétrica vinda de uma bateria, modificam essa tensão conforme o objeto da medição sofre alterações e informam ao computador o quanto variou a tensão. De posse desses dados, que recebe ininterruptamente enquanto o carro roda na pista, o computador armazena-os na memória e transmite-os ao boxe, volta por volta. Isso ele faz colocando os dados numa onda de rádio, em freqüência UHF ou microondas Essa onda vai para uma antena em frente ao boxe toda vez que o carro passa por ali. Este computador não é o mesmo que gerência e vigia o funcionamento do motor. Geralmente há dois ou três em cada carro, cada um especializado em uma tarefa. Um McLaren tem vários, pois a Honda adota o método de dividir os computadores segundo sua função, cada um executando seu trabalho de forma mais especifica sob o comando de um computador central.A onda de rádio, no boxe, é transformada novamente em sinal elétrico e entra nos computadores lá instalados. É nesses aparelhos que os engenheiros analisam as informações providas pelos sensores, utilizando programas desenvolvidos especifica mente para isso. Cada equipe tem seu próprio programa, mantido longe da curiosidade dos concorrentes. “Para entendermos volts e ampères em medida de gente, fazemos uma calibração, a equivalência de medidas elétricas em quilos, milímetros, velocidade”, explica Guazzelli Neto. 

No boxe da McLaren, os computadores têm na tela o desenho do circuito em que está acontecendo a corrida. “Colocando o cursor sobre um ponto qualquer e selecionando-o, tem-se um check-up imediato do comportamento do carro e do motor”, conta o inglês Eric Silberman, relações públicas da Honda.Os sensores captam tudo o que acontece no carro em movimento: regime de motor, posição do volante, velocidade, temperatura e pressão do óleo e do combustível, temperatura e pressão ambiente, velocidade do ar, posição e carga nos amortecedores, carga na barra de suspensão (push-rod) e no próprio chassi, aceleração, temperatura da água do radiador e por aí afora. Um dos parâmetros básicos necessários para o estudo do comportamento do carro é a velocidade. Empregam-se para medi-la os chamados discos fônicos, sensores que dão picos de voltagem quando algo passa na frente deles. Um deles, fixado na roda com uma rodinha dentada que gira junto com ela, capta a passagem de cada dentinho, criando uma freqüência calibrada para um equivalente em quilômetros por hora. Saber a velocidade exata em cada ponto do circuito é fundamental—como a trajetória cumprida pelo piloto é quase sempre a mesma saber se houve perda de velocidade em curvas ou retas pode explicar voltas ruins. 

Outro sensor importante é o potenciômetro, usado no cabo do acelerador e nos amortecedores.Os potenciômetros parecem resistências de chuveiro em miniatura. Têm uma bobina com várias espiras, por onde passa corrente elétrica, e uma cabeça de leitura que caminha em contato com as espiras. Quando é colocada dentro do conjunto mola-amortecedor do carro, a cabeça de leitura vai se mover pelas espiras conforme o amortecedor se movimentar, absorvendo os solavancos que o carro sofre. A variação de voltagem provocada pelo andar da cabeça de leitura é calibrada para apresentar a equivalência em milímetros, e assim tem-se o comportamento do carro ao longo do circuito—e, importante, vê-se como funciona de verdade, um carro que era maravilhoso quando ainda não havia saído do projeto.Por um princípio semelhante ao potenciômetro funcionam os strain gages, microrresistências que são coladas em algumas peças para medir seu deslocamento quando submetidas a esforço. São muito usados nos push-rods, as barras que ligam as rodas aos amortecedores. Quando as barras sofrem tração, deformam-se em escalas invisíveis, mas os pequenos strain gages deformam junto. Essa deformação muda sua resistência, dá diferença de saída no sinal elétrico e tem-se ao fim a carga em quilos que cada barra está sofrendo. Por meio de uma série de cálculos, os engenheiros chegam à carga aerodinâmica ou a pressão que o ar está exercendo no carro em função de sua aerodinâmica. Isso permite saber se os testes em túnel de vento correspondem à realidade, ou seja, se o ar está empurrando aquele carro para baixo tanto quanto foi previsto. Esse número é que vai dizer também se as mudanças nos spoilers, para conseguir mais ou menos asa (maior ou
 
menor pressão), surtem efeito no carro em movimento.Tantos dados e números servem não apenas para acertar o carro para a corrida do próximo domingo, mas criam um banco de informações que realimentam o próprio projeto inicial. Já é possível prever, em linhas gerais, como um carro vai se comportar em determinado circuito, quando os computadores são alimentados com as informações sobre os acertos executados nele Sonha-se, porém, com um programa sofisticado a tal ponto que o computador não só simularia como o carro andaria na pista, mas poderia calcular quais os acertos ideais—quantas libras nas molas da suspensão, quantos graus de inclinação nos spoilers…Nem por isso o carro andaria tão bem com um piloto ou com um barbeiro qualquer ao volante. “Com telemetria e aquisição de dados tenta-se regular o carro do melhor jeito possível para o piloto”, diz Octávio Guazzelli Neto. Assim, sem se preocupar em transmitir informações a respeito do carro, ele fica liberado para fazer o que mais sabe —guiar no limite.

 

 

 

 

 

Para saber mais:

O fórmula 1 da estrada

(SUPER número 10, ano 7)