Pneumatici, dall’acciaio al kevlar è cambiato molto!

Il cambio di struttura dello pneumatico e la loro minore deformazione hanno contribuito a “rovinare” l’aerodinamica di alcune vetture che accusano ancora molto sovrasterzo, soprattutto a vettura carica di carburante.

Nel corso di questo Campionato 2013 di Formula 1 ci sono state alcune polemiche regolamentari che hanno infiammato il Circus ma che, essendo molto/troppo frequenti nelle ultime stagioni, hanno anche allontanato una bella fetta di quel pubblico purista e nostalgico della Formula 1 di una volta. La più discussa di quest’anno è stata di certo quella che ha portato, nel bel mezzo della stagione, al ritorno dalla costruzione 2013 dei pneumatici a quella 2012 per motivi di sicurezza.

In effetti nelle prime  gare della stagione si erano notate strane e pericolose delaminazioni degli pneumatici, ovvero distacchi della mescola dalla parte strutturale della ruota su alcune vetture che evidentemente sfruttavano la copertura con parametri sconsigliati dal fornitore di pneumatici. La FIA, sollecitata in modo particolare dalla Red Bull, ha a sua volta fare pressioni per una modifica in corso d’opera che ha non solo scandalizzato molti addetti ai lavori e molti appassionati, ma ha altresì creato problemi a quelle squadre le cui vetture lavoravano bene con gli pneumatici 2013, ovvero Ferrari, Toro Rosso e Force India. Conseguentemente c’è stato un vantaggio invece per squadre come Red Bull e Sauber di cui si può riscontrare un deciso cambiamento di passo proprio da Silverstone in avanti.

Dal punto di vista costruttivo gli pneumatici 2013 “bis” (ovvero dopo il cambio regolamentare in itinere) risultano degli ibridi tra lo pneumatico 2012 e quello 2013. In breve, la colpa delle delaminazioni (che accadevano improvvisamente e senza avvertimenti rilevabili, quindi molto pericolose) è stata affibbiata alla struttura in acciaio che la Pirelli ha introdotto nel 2013 e non alla mescola, la quale si staccava in pezzo unico e quindi non interveniva direttamente. Così è stato deciso d’ufficio di tornare alla soluzione costruttiva del 2012, ovvero con struttura portante in kevlar, ma rivestita con le mescole 2013. Il tutto a partire dal Gran Premio d’Ungheria del 28 Luglio, decima prova del Mondiale.

Il direttore tecnico del team Toro Rosso James Key ci spiega perché la vettura che ha progettato ha avuto una reazione così negativa al cambio di pneumatici, fornendoci anche suggerimenti su cosa possa essere successo a Ferrari e Force India. In pratica lo pneumatico in acciaio aveva due caratteristiche fondamentali, una forma più “squadrata” ed una più accentuata deformazione della spalla (la parte laterale del pneumatico, quella che non tocca terra) sotto carico laterale. La prima caratteristica, puramente di forma, aveva grande influenza sull’aerodinamica globale ed in particolare su quella della zona posteriore della vettura e del diffusore, alimentato proprio dai filetti che “evitano” il pneumatico andando verso l’interno. La seconda caratteristica influiva invece sulla parte telaistica della vettura e soprattutto sulle regolazioni delle sospensioni; proprio a riguardo l’ingegner Key afferma: “Avevamo progettato la nostra vettura 2013 con un sistema sospensivo dalle regolazioni molto ampie proprio in funzione delle diverse deformazioni raggiungibili dallo pneumatico in curva, ma quando si è ritornati alla struttura in kevlar molte di quelle impostazioni, per via di deformazioni minori sotto carico laterale, non sono più configurabili e quindi risultano inutilizzabili”.

Analizzando le affermazioni dei piloti di Force India (di Resta, Sutil) e Toro Rosso (Ricciardo, Vergne) ci si accorge che tutti e quattro sono d’accordo sull’effetto che ha avuto il ritorno alla struttura 2012 sul comportamento dinamico delle loro monoposto: maggior sovrasterzo, più evidente a vettura carica di carburante. Si capisce quindi che, delle due, la variazione più evidente è quella che influisce sull’aerodinamica, ovvero la forma dello pneumatico più “rotonda” con spalle maggiormente evidenti, aspetto enfatizzato dal carico di carburante (in questo caso è deformazione a carico verticale, mentre la deformazione a carico laterale era più corposa con la costruzione in acciaio) come su affermato dai piloti.

In pratica una spalla più “dritta” e composta come quella degli pneumatici con struttura d’acciaio era stata utilizzata dai team per “chiudere” lateralmente il diffusore e generare quel canale il più possibile regolare in cui far confluire l’aria. Spalle più rotonde e “ingombranti” evidentemente generano turbolenza e micro-vortici capaci di interferire col lavoro del diffusore e renderlo meno efficiente, ottenendo un carico verticale minore e perdite d’aderenza al retrotreno, il ché comporta deficit di trazione in accelerazione e sovrasterzo in curva.