Das pistas para as estradas

Fátima Cardoso

Um torcedor de Fórmula 1 que vive num país desenvolvido e costuma dirigir por ruas e estradas depara freqüentemente com alguns nomes conhecidos: Ferrari, Honda, Renault, Ford, Lotus. Envolvidas na competição, seja com equipes inteiras ou apenas fornecendo motores, essas fábricas de automóveis são a parte mais visível de uma integração entre carros de pista e de rua que vem desde 1950, quando a Fórmula 1 ensaiou suas primeiras aceleradas. Ao longo desses anos, a busca pela maior velocidade desencadeou uma corrida tecnológica atrás de melhores motores pneus, design, suspensão — tudo o que se traduza em segundos a menos a cada volta.É o tipo de corrida que não acaba com uma bandeira quadriculada, tampouco seu fim é na pista. Mesmo que o fã de automobilismo não more na Europa e sim no Brasil, e por isso não veja Hondas e Ferraris cruzarem seu caminho, ele também está em contato com a tecnologia aprendida ao longo de 41 anos. 

Qualquer Fiat Uno Mille, o mais barato carro nacional, incorpora elementos experimentados primeiro no corre-corre dos circuitos. “A Fórmula 1 é o laboratório de vanguarda da indústria automobilística”, disse a SUPERINTERESSANTE o projetista Gordon Murray, um sulafricano naturalizado inglês que passou vinte dos seus 44 anos nas pistas, viu seus carros vencerem quatro campeonatos e hoje desenvolve o supersecreto projeto do carro de rua da McLaren. “O aprimoramento dos freios, aerodinâmica. suspensão e novos materiais empregados são conseqüência do trabalho desenvolvido na Fómmula 1” exemplifica Murray.A velocidade da categoria extrapola as pistas e se reflete na corrida tecnológica entre as equipes. Pelos cálculos do projetista inglês, a aplicação de um novo material na indústria automobilistica ou aeronáutica pode levar anos, enquanto na Fórmula 1 acontece em apenas um mês. A mesma fábrica que fornece freios para a McLaren o faz também para a Mercedes-Benz e a Porsche. Se para aplicar novos produtos em carros comuns ela gasta anos em pesquisa, para desenvolver novos freios mais seguros, leves e rígidos para competição dispõe de meses.

A mais evidente contribuição da Fórmula 1 aos carros de quem não é piloto está na cara. Por mais diferentes que sejam em aparência, foram o desenho e a aerodinâmica estudados na pista que inspiraram a tendência às formas arredondadas dos veículos de passeio que saem hoje das fábricas. Nos primeiros anos de campeonato, as “baratinhas” tinham motor dianteiro e uma frente enorme, quase uma parede de resistência ao ar. Ainda na década de 50 a frente foi ficando achatada até que, em 1958, o motor foi parar atrás do piloto. Pelo formato. esses carros receberam o apelido de “charutinho”, e começaram a adquirir o jeitão dos atuais: baixos e de pneus largos, mas ainda com o bico reto, vertical em relação ao chão.Mais de uma década depois, em 1970, o gênio Colin Chanman projetou o Lotus 72, o primeiro carro em forma de cunha, com o bico afilado e traseira larga, por onde passou a entrar o ar de refrigeração do motor. Estava estabelecida a configuração dos modernos Fórmula 1. A partir de então, todos os projetos foram variações sobre o mesmo desenho, sempre em busca da melhor aerodinâmica. Esse conceito foi plenamente adotado pela indústria automobilistica. 

“Hoje, qualquer carro é em forma de cunha, sem cantos ‘vivos’ que causem maior arrasto aerodinâmico”, constata o engenheiro Hélio Perini, especialista em competições da Autolatina. “Até os espelhos retrovisores são arredondados”. Um carro em forma de cunha nasceu para voar, pois seu perfil é idêntico ao de uma asa de avião. Como a superfície é arredondada e o fundo chato, o ar passa mais depressa em cima, criando uma baixa pressão que tira o carro do chão.Colin Chapman resolveu esse problema na Fómmula 1 concebendo, em meados da década de 70, um carro com o efeito-solo: com o fundo também curvo, o ar não passava tão rápido por baixo desse carro como nos outros, diminuindo a diferença de pressão e fazendo o bólido grudar na pista. Mas bastava um salto sobre alguma saliência do piso para o efeito ser anulado e o carro decolar, como aconteceu com o canadense Gilles Villeneuve no acidente fatal da Bélgica, em 1982, quando sua Ferrari passou por cima do pneu do carro à frente e saiu voando.No ano seguinte, o efeito-solo foi proibido, e os carros agora dependem dos aerofólios (ou spoilers), as abas dianteiras e traseiras que dão resultado contrário ao de uma asa, para ficar presos ao chão. Como os aerofólios só começam a fazer efeito em altas velocidades, o uso desta técnica nos carros de rua só faz sentido nos esportivos, feitos para andar a mais de 200 quilômetros por hora.
 
É o caso do Mercedes-Benz 190 E 2.5-16 Evolution II, uma potência que chega a 250 quilômetros por hora. Ele foi projetado com spoilers dianteiro e traseiro de tal forma que, em velocidade, exercem uma pressão pouco maior que seu próprio peso nas partes dos pneus que tocam o solo. Quando corre, portanto, o Evolution II ganha aderência e, conseqüentemente, segurança.Não é à toa que os pára-choques dos carros novos, mesmo dos simples nacionais, deixaram de ser uma mera lâmina de aço para virar estruturas envolventes de plástico resistente. Eles não só oferecem menos resistência ao ar do que o pára-choque antigo, como, por estarem próximos ao chão, impedem que muito fluxo de ar passe por baixo do carro, criando assim uma sombra de efeito-solo. O material de que são feitos — plástico —também não está ali por acaso. Faz parte da busca pela leveza, uma idéia que ganhou corpo nos últimos vinte anos na Fórmula 1.O que leva um carro ao bom desempenho é a relação peso/potência. Quanto mais leve for, mais velocidade terá com a mesma força de motor. Desde a época do argentino Juan Manuel Fangio cinco vezes campeão mundial na década de 50, até o início dos anos 70, os carros eram construídos em alumínio, fibra de vidro e aço — eram de lata, como se costuma dizer. 

Os carros de Fangio e seus concorrentes tinham o triplo do peso e andavam a velocidade média três vezes menor que os atuais. A partir de 1973 entrou na pista o Kevlar, uma fibra de plástico polimerizado (com cadeias de moléculas longas e ordenadas) vinda da indústria aeronáutica. Trançado em tecido e colado com resinas especiais, o Kevlar forma uma placa muito mais leve e mais resistente do que o aço. Além dele, vários outros plásticos e ligas especiais de alumínio? também tão leves quanto fortes, foram incorporados à Fórmula 1.O pole position desses materiais, no entanto, é a fibra de carbono, levada às pistas pelas mãos de Gordon Murray e do “mago” da década, o projetista inglês John Barnard. Quando ainda estava na Brabham. no fim dos anos 70. Murray emprestou a idéia da indústria aeronáutica para começar a utilizar nos chassis essa fibra, extremamente leve e cinco vezes mais forte do que o aço. obtida pela polimerização e ordenação de moléculas de carbono. “Estudei o material e senti que poderia funcionar na Fórmula 1, como de fato tem funcionado”, lembra Murray. Dois anos depois dele, em 1981, John Barnard esculpiu o chassi de uma McLaren totalmente em fibra de carbono.Esculpir o chassi não é figura de linguagem. Se no tempo da lata as placas de alumínio eram tinidas com rebites, na era do carbono as mantas de fibras trançadas são colocadas sobre um molde e coladas com resinas especiais a alta temperatura. 

O resultado dessa química é um ovo de Colombo: uma estrutura monobloco ao mesmo tempo muito mais leve e mais resistente a impactos do que qualquer outra que a Fórmula 1 já viu. Além de contar pontos no quesito leveza, o chassi em fibra de carbono envolve o corpo do piloto numa espécie de caixa de segurança, protegendo-o nas batidas violentas.Ainda muito cara para ser usada em larga escala, a fibra de carbono só existe nas ruas em carros ultra-sofisticados, como a Ferrari F 40. Nela, uma estrutura triangular moldada em fibra envolve o cockpit, imitando o conceito usado na Fórmula 1: em caso de acidente, evita-se que o lugar onde sentam piloto e passageiro seja muito danificado (piloto mesmo e não motorista, pois é preciso braço para guiar um invocadíssimo carro esporte que ultrapassa os 300 quilômetros por hora). Como na história da fibra de carbono, a tecnologia de ponta é aplicada com um olho no desempenho e outro na segurança. “Quando os carros eram de alumínio e com motor na frente, o piloto saia voando numa batida”, conta Wilson Fittipaldi Jr., ex-piloto e construtor de carros de Fórmula 1 na década de 70, com a equipe Copersucar. Não era raro o piloto morrer por sofrer o impacto do choque em seu corpo, enquanto o carro continuava inteiro. 

Mesmo depois que se passou o motor para a traseira, era comum o carro partir-se ao meio, na altura do painel, dependendo da violência e do ângulo da batida. Somente depois do chassi em fibra de carbono configurou-se o carro deformável, com um cockpit super-resistente e o resto feito para quebrar, conceito que hoje move os projetistas tanto de competição como de rua.Essa forma de construção salvou a vida de pelo menos dois pilotos em dois violentos acidentes: o de Gerhard Berger em Ímola e o de Maurício Gugelmin em Paul Ricard, na temporada de 89. Em ambos, as carrocerias rias se espatifaram, voaram pneus e spoilers, mas os pilotos sobreviveram dentro dos cockpits. Nenhuma nostalgia, portanto, é mais equivocada do que sonhar com os bons tempos dos carros que não amassavam nas batidas. Eles derrubavam um poste e continuavam quase inteiros, mas os passageiros se arrebentavam porque a inércia jogava seus corpos contra a parte interna do veículo.”O conceito de deformável é ter a maior dissipação de energia no impacto — faz-se a célula que protege os passageiros resistir, o resto é uma sanfona para absorver o choque”, explica o engenheiro Hélio Perini. Toda essa engenharia, no entanto, pouco adianta se os ocupantes de um carro não usarem um grande achado do automobilismo incorporado às ruas: o cinto de segurança. Enquanto ficaram mais seguros ao correr, os carros tornaram-se também mais seguros ao parar.

Novamente inspirada na indústria aeronáutica, a Fórmula 1 trouxe para os veículos na década de 60 o freio a disco, uma invenção testada e aprovada primeiro nos aviões. Mais eficiente do que o antigo freio a tambor, o freio a disco tem evoluído nos materiais de que é feito: de ferro no princípio, depois de metal, hoje nas pistas o disco é de fibra de carbono, que suporta muito melhor o atrito e a alta temperatura. Wilson Fittipaldi Jr. conta que já se testa, na Fórmula 1, o disco de berílio, material resistente a temperaturas muito elevadas, permitindo uma freagem mais perfeita e equilibrada. “Em discos de metal, depois de alguns metros de freada, a alta temperatura provocada pelo atrito atinge o material e sente-se no pedal a vibração”, compara Fittipaldi.Como a briga do freio é contra a alta temperatura, os engenheiros ligados à Fórmula 1 inventaram um sistema de refrigeração que já se encontra nos carros de rua mais sofisticados da Europa e do Japão. É o chamado freio a disco ventilado, em que no lugar de apenas um disco existem dois, fazendo um sanduíche de vento que permite melhor dissipação do calor. É certo que bons freios seguram um carro, mas se os pneus não tiverem a mesma qualidade é derrapagem na certa. Desde que existem automóveis, os pneus eram convencionais ou diagonais, assim chamados porque tinham carcaça (a estrutura interna) construída com tecidos de poliéster ou náilon trançados diagonalmente. 

Com a Fórmula 1, na década de 50, começaram a nascer os pneus radiais, que efetivamente ganharam as ruas vinte anos depois.Nos pneus radiais, a carcaça é montada a partir de malhas de aço todas no mesmo sentido, paralelas ao eixo. Um diagonal, quando faz curvas, dobra-se inteiro para o lado, as bordas perdem contato com o chão e a banda de rodagem fica ovalada. Na mesma situação, o radial, por causa do desenho e da maleabilidade das malhas de aço, dobra somente o costado (a lateral do pneu), deixando a banda de rodagem toda em contato com o chão? como se o pneu estivesse parado. Assim, não se perde performance nem segurança.Tal qual os freios, os pneus também perdem desempenho em temperatura excessiva. “Por isso a Fórmula 1 é o laboratório da Goodyear, pois é o limite de temperatura e abrasão dos pneus”, diz José Di Grassi Sobrinho. gerente de produto da Goodyear. O recém lançado modelo Eagle GT+ 4, para carros de rua, é conseqüência direta do aprendizado nas pistas. Propagandeado pela fábrica como o Fórmula 1 das ruas, ele tem a construção, desenho da banda e composto da borracha — este um segredo trancado a sete chaves — muito parecidos com um pneu de chuva das pistas.A performance de um carro, seja em competição ou a passeio, é tanto melhor quanto mais o carro fica estável, grudado no chão. 

Pneus aderentes são um bom caminho, mas o trabalho maior é da suspensão. No início da Fórmula 1, um dos principais componentes era o feixe de molas, seis ou sete laminas de ferro sobrepostas, para absorver choques. “Mas o movimento delas , era muito inconstante e áspero, o que só melhorou com a adoção das molas helicoidais, em meados dos anos 50”. diz Wilson Fittipaldi. Bem mais leves e proporcionando maior estabilidade, as molas helicoidais chegaram aos carros de rua alguns anos mais tarde.A maior atração do circo da Fórmula 1, porém, está hoje nos amortecedores reguláveis e na chamada suspensão ativa. Entra-se aqui num terreno que mistura mecânica com eletrônica e informática, evolui tão rápido quanto anda uma McLaren e pode com a mesma velocidade chegar às ruas. Amortecedores reguláveis existem desde os anos 70, e já equipam até carros brasileiros, como alguns Kadett, da General Motors. Só que a graça é fazer isso de dentro do carro, acionando botões. Se o carro está carregado ou o motorista pretende dirigir esportivamente, aperta um comando e endurece o amortecedor — uma eletroválvula injeta mais pressão no gás ou no óleo dentro dele.
 
Em alguns carros de linha europeus, isso já é realidade.Mais graça ainda tem a suspensão ativa, controlada por um computador de bordo, que toma sozinho a decisão de endurecer ou amolecer um amortecedor. Lançada pela Williams na temporada de 1987, a suspensão funcionava por uma série de censores instalados no carro, que captavam dados como aceleração lateral, saliências da pista e o próprio peso do carro. Um computador calculava então como os amortecedores deveriam reagir, só que, durante os milésimos de segundo que levava para fazer isso, o velocíssimo carro já estava em outra situação, e por causa disso o sistema nunca funcionou direito. A saída para esse problema vai na direção do mapeamento meticuloso das pistas, para se saber, com antecedência, as dificuldades que o carro enfrentará e programar sua suspensão para deixá-lo o mais estável possível.

Num carro de rua, muito menos sofisticado que os de pista e do qual não se exige desempenho tão perfeito, a adaptação dessa tecnologia foi bem mais simples. O francês Renault 25 sai da fábrica desde 1990 com um opcional de suspensão ativa, dotado de três censores de aceleração (vertical, longitudinal e transversal) e outros dois que captam velocidade e ação sobre o pedal do freio, todos ligados a um computador central. Dependendo das irregularidades do caminho, da velocidade e do modo de dirigir do motorista, o computador sabe a cada instante se deve acionar a eletroválvula e colocar maior ou menor pressão no gás do amortecedor.A eletrônica embarcada, ou o uso da informática a bordo dos carros, promete ser o grande campo de desenvolvimento tecnológico da Fórmula 1. Já não se pensa em motores sem controle eletrônico de injeção e ignição, um sistema que elimina o carburador como lugar da mistura ar/combustível para fazê-la diretamente dentro dos cilindros do motor. A injeção direta já existia há algum tempo, mas somente no começo da década de 80 a informática entrou na jogada. Hoje, um motor que se preze não vai para a pista sem ter passado por um banco de testes, onde os engenheiros estudam quais os momentos precisos da injeção de ar/gasolina e da ignição de velas, para fazer a combustão da mistura. 

“Daí tira-se um mapa básico de carburação”, explica o engenheiro de produção Octávio Guazzelli Neto que, junto com o sócio Fernando Bueno de Paira, desenvolve há quatro anos programas de computador para a equipe Minardi..Alimentado com esse programa básico, o computador central para gerenciamento de motor é informado durante a corrida sobre aceleração e giros do motor, escolhendo então o melhor momento de injetar combustível e soltar faísca nas velas. Nesta temporada, a sofisticação chegou ao ponto de permitir ao piloto mudar a programação da carburação de dentro do cockpit. Isso é possível porque o computador central está ligado a três ou quatro EPRONS, chips programáveis que carregam o mesmo programa do principal, caso este entre em pane. “Mas como o computador nunca pifa, colocamos nos EPRONS programas diferentes, com alterações sutis de controle do motor, que podem ser acionadas pelo piloto de acordo com a fase da corrida”, diz Guazzelli.

Não demorou para o controle eletrônico de injeção e ignição chegar às ruas. No Brasil, o Gol GTi e o Santana Executivo, da Volkswagen, e o Monza EF 500, da General Motors, são os únicos modelos que dispõem desse sistema. Ao lançar o esportivo CRX, a Honda japonesa tratou de anunciar que seu programa de injeção de combustível. controlado por computador, é filho direto do que foi desenvolvido para os motores campeões da Fórmula 1. No final do próximo ano, deverá sair de uma fábrica no subúrbio londrino de Woking, Inglaterra, o exemplo mais acabado do que a Fórmula 1 pode levar às ruas: o carro esporte da McLaren, uma equipe que viveu todos os seus 28 anos exclusivamente nas pistas. Gordon Murray, o projetista do carro, muda de assunto quando se fala dele, e não revela nenhum detalhe. Pelo preço estimado, porém, deduz-se que incorporará muito dos monopostos cinco vezes campeões nas últimas dez temporadas — mais de 800 000 dólares, o mesmo de uma McLaren guiada por Ayrton Senna.

Para saber mais:

A implacável dinâmica dos carros

(SUPER número 10, ano 6)

O fórmula 1 da estrada

(SUPER número 10, ano 7)

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