F1 Especial: Freios são o segredo na pista de Montreal

Ilustração do duto dos freios

Os carros de Fórmula 1, assim como os aviões militares e alguns dos mais modernos aviões de passageiros, utilizam um material para os freios muito diferente daqueles que se encontra nos carros de rua. Um automóvel de passeio utiliza disco de ferro fundido e pastilhas de material orgânico.

Os carros da categoria máxima do automobilismo utilizam um material conhecido como carbono-carbono, tanto para os discos como para as pastilhas e que é muito diferente da conhecida fibra de carbono, largamente empregada na construção dos chassis dos carros de diversas categorias. O carbono-carbono é, em essência, carbono puro. Extremamente leve – aproximadamente 50% menos pesado que o material usado anteriormente – oferece um nível superior de fricção em temperaturas adequadas de operação.

A complexidade do processo de fabricação de um freio de carbono explica outra notável característica desse componente: seu alto custo. Um jogo de discos de freio (quatro) custa 4.500 dólares e o jogo de pastilhas (oito) atinge os 2.400 dólares. A previsão é que cada equipe utilize uns 200 discos durante uma temporada e o dobro do número de pastilhas.

O funcionamento dos freios é determinado em função de dois parâmetros: aderência e consistência. A aderência é dada pela fricção inicial que se experimenta quando o piloto pressiona o pedal do freio e este ainda não está na temperatura ideal de funcionamento. A consistência se mede em função da eficiência da fricção durante o período em que o freio está pressionado. Os freios de carbono possuem propriedades muito particulares. Seu rendimento é relativamente pobre a uma temperatura de cerca de 400º centígrados. A partir dos 650º C é que ele passa a alcançar sua máxima eficiência.

Lamentavelmente, enquanto os freios convencionais sofrem apenas o desgaste habitual de qualquer material submetido à fricção, o freio de carbono acusa não só esse problema como também passa por um processo conhecido como oxidação. A oxidação nesse caso nada mais é que a queima da superfície do freio e a partir de temperaturas que se aproximam dos 600º C esse processo se acelera e se converte no principal motivo de desgaste do sistema. Tendo-se em conta que, durante uma corrida, a temperatura dos freios pode chegar a 1.200º C, é evidente que a oxidação se torna um fator preocupante.

Nas retas, obviamente, as tomadas de ar dos freios auxiliam a refrigeração e fazem com que a temperatura permaneça abaixo do nível de oxidação. Porém, como essas altas temperaturas se mantêm durante um tempo relativamente prolongado, o ar utilizado para essa refrigeração, paradoxalmente, acelera o processo de desgaste.

Nessa questão da refrigeração, em que a quantidade de ar é determinada pelo tamanho das tomadas de ar, é necessário lembrar que, ao adotar entradas de ar maiores, os engenheiros contam com uma perda de até 1,5% da eficiência aerodinâmica, o que representa uma redução de aproximadamente 1km/h em velocidade de final de reta.

Quando um piloto se coloca pela primeira vez ao volante de um Fórmula 1, normalmente, e quase sem exceção, seu primeiro comentário tem a ver com a eficiência dos freios. O carro pode alcançar uma desaceleração longitudinal de 5.5g em freada, ao passo que um automóvel de rua provavelmente não atingiria nem 1g. Além disso, o regulamento proíbe o uso de servofreio, de forma que o piloto tem que pressionar o pedal de maneira agressiva para conseguir a pressão necessária (acima de 100 bar).

Logicamente, quando se aciona os freios a 330km/h, o carro ainda conta com uma alta pressão aerodinâmica. No entanto, quando o carro diminui a velocidade, o apoio aerodinâmico desaparece e assim a aderência dos pneus é reduzida e é justamente nesse momento em que os freios alcançam seu nível ótimo de funcionamento. Se o piloto mantivesse a pressão máxima no pedal do freio durante tempo demasiado, as rodas não tardariam a bloquear, de forma que o piloto deve ir modificando a pressão sobre o pedal do freio para tentar evitar que as rodas cheguem a ponto de travar. A diferença de quando se anda na rua, onde o ideal é frear com o carro em linha reta, é que na pista o piloto tem que frear também em curva para tentar obter um bom tempo. Como o carro nesse momento experimenta a força da freada e também as atuantes na curva, é fácil bloquear a roda dianteira interna. Isso provocaria uma reação subesterçante, de forma que o piloto novamente deve dosar a freada para evitar esse fenômeno.

Também é interessante notar que se por um lado um carro de Fórmula 1 conta com um alto nível de apoio aerodinâmico, de outro ele também sofre uma fricção 2.5 maior que a de um automóvel normal, de forma que, em velocidade máxima, se o piloto levanta o pé do acelerador, mesmo sem tocar os freios, isso pode provocar em torno de 1g de desaceleração.

Conseguir um bom rendimento dos freios é relativamente simples, porém há sempre uma solução de compromisso com a aerodinâmica e o objetivo é encontrar o máximo rendimento dos freios reduzindo ao mínimo possível a perda de eficiência aerodinâmica. E é nesse ponto em que o circuito de Montreal requer sua maior exigência já que combina curvas lentas e chicanes com longas retas. Além disso, o carro que nessa pista usa uma configuração de baixa carga aerodinâmica tende a se mostrar mais nervoso na freada, ou seja, tudo o que um piloto não quer quando precisa de confiança e estabilidade durante a desaceleração. Trabalhar com todos esses fatores num circuito de freadas tão fortes como Montreal, tanto do ponto de vista do engenheiro como do piloto, é um dos segredos para participar com êxito do GP do Canadá.

Explicações Técnicas:
1
– Dois dutos conduzem ar para resfriar os discos, pastilhas e pinça
2 – As regras determinam que o conjunto do sistema de freios seja constituído de pinça única, com seis pistões e duas pastilhas por roda
3 – Sob forte frenagem, a temperatura dos discos de carbono atinge 1.200ºC. Suas dimensões máximas são especificadas no regulamento
4 – A fim de reduzir a turbulência aerodinâmica, o sistema de freios é embutido nas rodas

JC

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