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Power Unit F1: cos'è e come funziona

Altrimenti detta propulsore, cosa c'è da sapere sulla Power Unit che in F1 ha tracciato un solco tra il prima e il dopo. Quando è stata introdotta, come funziona e quali novità

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Cuore pulsante di una monoposto di F1, il motore interpreta da sempre un ruolo fondamentale (finanche eccessivo, a detta di molti) sul grande palcoscenico della prestazione. Inoltre, i motoristi non investono ingenti somme solo per il sogno di vedere per primi la bandiera a scacchi, ma anche per applicare con orgoglio quelle stesse innovazioni tecnologiche sulla nuova, scintillante berlina esposta alla concessionaria dietro l’angolo.

Non occorre una laurea in economia per comprendere come la richiesta principale della clientela, dalla prestazione pura e dai sistemi di sicurezza degli anni precedenti, si sia spostata gradualmente verso una maggiore efficienza, visto che il prezzo dei carburanti continua a salire: il 2013 è l’anno in cui la F1 si siede al tavolo per affrontare la questione. E per cominciare a parlare di Power Unit.

Formula 1: dal motore termico alla Power Unit

Le vetture di F1 sfrecciavano in pista grazie alla propulsione di un motore termico (che converte cioè energia termica in energia meccanica) da ben 2,4 litri e 8 cilindri; dal campionato 2014, invece, entra in scena una Power Unit turbo da 1,6 litri e 6 cilindri che promette di aver molta meno sete del suo predecessore (si parla del 40% in meno di consumi) e prestazioni comunque degne della categoria regina del motorsport.

La svolta green viene ulteriormente garantita dal regolamento, che impone l’utilizzo di un massimo di 100kg di carburante per una singola gara: una Power Unit F1 deve perciò essere obbligatoriamente economica.

Fonte: Getty Images

GP Eifel, Lewis Hamilton trionfa sfruttando la defezione di Bottas, ritiratosi per un problema alla Power Unit.

Formula 1: cos’è la Power Unit?

Parliamo, dunque, di Power Unit e non più di semplice “motore” perché si tratta di un sistema più complesso costituito da una parte termica “classica” e una elettrica, tecnologicamente molto avanzata, che mira a recuperare un po’ di energia che viene dissipata nelle varie fasi di funzionamento della vettura.

La Power Unit è formata dall’ICE (Internal Combustion Engine), motore a combustione alimentato a benzina, e dall’ERS (Energy Recovery System): l’ERS si divide, a sua volta, in MGU-H, MGU-K e ESS.

Prima di perderci in una giungla di acronimi, proviamo a considerare innanzitutto la ragion d’essere di ognuno di questi componenti: tutto il sistema di recupero energia (ERS) di una Power Unit lavora per restituire al motore tradizionale “depotenziato” quella spinta che, fino ad ora, veniva data soltanto dal carburante, e lo fa accumulando energia elettrica in alcune batterie agli ioni di litio, proprio come quelle che abbiamo nel nostro smartphone (queste batterie costituiscono l’ESS di una Power Unit).

Come fa la Power Unit a recuperare energia?

Qui entrano in gioco MGU-H e MGU-K, le vere innovazioni tecnologiche della Power Unit: l’MGU-H ha la funzione di convertire in energia elettrica il calore dei gas di scarico della vettura, mentre l’MGU-K, che è direttamente collegato alla trasmissione, recupera energia cinetica in fase di frenata.

A completare il quadro di una Power Unit c’è una centralina di gestione dell’energia che regola lo scambio di potenza generata e recuperata tra le varie componenti: stiamo parlando della Control Unit MGU.

La principale differenza tra MGU-K e MGU-H, oltre alla fonte di energia alla quale attingono, è data dal nuovo regolamento: infatti, mentre l’MGU-H può fornire continuamente energia alla Power Unit, l’MGU-K può immagazzinare nelle batterie dell’ESS una quantità limitata di energia per ogni giro.

È per questo motivo che, al sabato, è cosa rara vedere i piloti effettuare due giri lanciati in rapida sequenza: quel che si definisce cooldown lap, ossia un giro di raffreddamento, serve non solo a far respirare freni e gomme, ma anche a ricaricare le batterie della Power Unit grazie all’MGU-K, così da poter spingere al massimo per tutta la durata del giro seguente. Questo sbilanciamento del sistema Power Unit è studiato a tavolino per dare ai piloti la possibilità di ricevere un “boost” di potenza in particolari momenti della gara, così da facilitare i sorpassi e, dunque, lo spettacolo.

La Power Unit arriva sui circuiti di Formula 1

Al doppio appuntamento dei test invernali tra le dune di Sakhir, la neonata Power Unit fa storcere il naso a molti appassionati, sia per i tempi su giro notevolmente più alti, sia per il rumore prodotto dai nuovi propulsori, decisamente meno iconico del sound dei loro predecessori e molto più simile a quello del tosaerba del vicino.

Fonte: Getty Images

Dal 2014 Lewis Hamilton ha iniziato a vincere sulla Mercedes che quell’anno, spinta dalla Power Unit 106A, vinse 16 delle 19 gare previste

La Power Unit di Mercedes e Ross Brawn

La strada è comunque tracciata, e sin da subito la squadra che sembra aver fatto meglio i compiti durante le vacanze è la Mercedes, probabilmente anche grazie al lavoro svolto fino all’anno precedente da una vecchia conoscenza dei corridoi di Maranello: Ross Brawn.

La stagione 2014 non lascia spazio a dubbi: la Mercedes W05, spinta dalla Power Unit 106A, vince 16 delle 19 gare previste e ottiene 18 pole position, ma il ruolino diventa ancor più devastante se si considerano le prestazioni di tutti gli altri motorizzati Mercedes.

Sebbene le Power Unit clienti siano raramente più performanti di quelle della casa madre, la Williams raggiunge il terzo posto nella classifica costruttori, il miglior risultato degli ultimi anni, mentre McLaren e Force India conquistano rispettivamente la quinta e sesta piazza, con un largo vantaggio sulla concorrenza.

La Power Unit e il dominio delle frecce d’argento

La casa di Brackley consolida il suo dominio dell’era ibrida e trova in Lewis Hamilton il suo alfiere: l’anglo-caraibico vince praticamente tutto, dal 2014 al 2020, eccezion fatta per il campionato del 2016, conquistato da Nico Rosberg (al volante della stessa vettura spinta dalla stessa Power Unit). Se la portata principale è costituita dai titoli iridati, il contorno è fatto di vagonate di trofei pole position, record storici frantumati, giri veloci e bollicine stappate: insomma, la Power Unit F1 sviluppata in casa Mercedes segna la storia dello sport.

Le Power Unit di Ferrari e delle altre scuderie

Il ciclo vincente della Red Bull di Sebastian Vettel si interrompe bruscamente con l’introduzione delle Power Unit ibride, e la squadra anglo-austriaca sembra soffrire sin da subito seri problemi di affidabilità; tuttavia, le uniche 3 vittorie non marchiate Mercedes nel 2014 sono di Daniel Ricciardo, seconda guida Red Bull.

Neanche la Ferrari trova l’idillio con la Power Unit, la F14-T raggiunge il quarto posto costruttori e marca la peggior stagione del team di Maranello dal 1993.

Gli anni successivi vedono una crescita delle Power Unit sviluppate da Ferrari e Red Bull (passata da Renault a Honda, nel frattempo), ma bisognerà attendere il 2021 perché il mondiale resti aperto fino all’ultima gara, pardon, all’ultima curva e per veder trionfare un pilota dalla divisa di un colore diverso.

Le opinioni e le critiche sulla Power Unit

Sebbene tifosi e addetti ai lavori comprendano i motivi dietro il passaggio alle Power Unit ibride, ciò non toglie il fatto che i nuovi motori siano più lenti e “suonino” male. Le scuderie migliorano entrambi gli aspetti e, anche grazie a nuove soluzioni aerodinamiche, i tempi su giro cominciano ad abbassarsi.

È merito dell’altissima velocità delle nuove vetture in curva, tant’è che i piloti sono costretti ad allenamenti specifici per rinforzare i muscoli del collo ed evitare di perdere i sensi durante una parabolica (le velocità in rettilineo restano relativamente basse).

Altro paio di maniche è il concetto di “economia” della Power Unit: se l’ibrido consente un risparmio di carburante, lo sviluppo del nuovo motore e di tutte le sue sofisticate componenti è un processo estremamente complicato e costoso che grava ancor di più sulle casse dei team minori.

Anche il concetto di “ecologia” rivela le sue due facce: se l’energia elettrica prodotta dalla Power Unit è di certo più pulita di quella prodotta da un motore a benzina, le batterie agli ioni di litio in cui viene conservata hanno vita breve e vanno smaltite in modo corretto perché inquinanti.

Il futuro della Power Unit in Formula 1

L’attuale regolamento resterà in vigore fino al 2026, data in cui la Power Unit subirà un radicale cambiamento che vedrà sparire del tutto l’MGU-H, troppo complesso, poco efficiente e poco applicabile in campo commerciale, a favore di un MGU-K potenziato.

Il nuovo regolamento, dettato dal principio della sostenibilità, prevedrà anche l’utilizzo di carburanti ecologici di ultima generazione e il riciclo delle batterie della Power Unit.

Power Unit F1: cos'è e come funziona Fonte: Getty Images

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