F1 NEWS GP RUSSIA- I CESTELLI FRENO DELLA TORO ROSSO

I CESTELLI FRENO DELLA TORO ROSSO

Una foto molto interessante e di cui vorrei spiegare due o tre principi fisici arriva da AutoMotoUndSport e riguarda i cestelli freno delle due vetture della Toro Rosso.

È sempre interessante andare a prendere questi piccoli dettagli proprio perché anche se non sembra sono poi quelli che possono fare la differenza, per esempio alla prima staccata di un gran premio, o durante il giro di riscaldamento prima del giro di qualifica.

Esattamente: questa modifica che andremo a descrivere è proprio un bell’esempio di come in formula 1 si cerchi il minimo particolare, anche se questo può portare piccolissimi vantaggi, in un unico determinato momento, ma strategicamente tanto importante per la buona riuscita del weekend.

Si tratta della copertura termica dei cestelli freni, in foto di seguito.

Come possiamo vedere tutta la superficie è stata  coperta da un sottilissimo e leggerissimo strato di materiale dorato. La domanda è: Perché?

La prima risposta è chiara, ovvero perché sicuramente è una di quelle buone modifiche che assolutamente non influisce sul peso generale della vettura; del resto fogli di questo particolare materiale isolante ne ho già avuti in mano e posso assicurare che la loro leggerezza è estrema.

La seconda particolarità di questa tecnologia è racchiusa nel piccolo capitoletto teorico che sto per aprire.

SCAMBIO DI CALORE PER IRRAGGIAMENTO.

Si deve sapere che il calore ha due principali modi di propagazione: uno avviene attraverso il contatto con l’aria o con qualsiasi altro elemento, attraverso il quale le molecole urtano tra di loro cedendo energia termica dall’oggetto più caldo a quello più freddo.

Questo è il motivo per cui per esempio esistono le prese d’aria apposite che servono a inserire parte del fluido attorno al disco rovente.

Questo è molto importante, ma chiaramente non è l’unico modo di propagare e l’esempio più lampante lo abbiamo sopra le nostre teste ogni giorno: il sole.

Come potrebbe scaldarci senza che ci sia alcun tipo di fluido o materiale tra noi e lui? Con l’irraggiamento.

Questo secondo fenomeno si basa sull’emissione di particolari onde elettromagnetiche, generate proprio dall’agitazione termica molecolare, per motivi che non sto a descrivere per non appesantire, e può propagare anche nel vuoto (a differenza del primo modo).

Attenzione: ciò non vuole dire che un oggetto caldo che si trovi nell’atmosfera, quindi non nel vuoto non propaghi per irraggiamento; anzi!

Il trucco sta proprio in questo aspetto.

I freni di una formula 1, quando scaldati a dovere, rilasciano energia termica con la conduzione attraverso il flusso, ma anche una buona quantità di raggi di irraggiamento, dovuto proprio alla loro elevata temperatura! Qualsiasi oggetto emana raggi di irraggiamento.

La quantità maggiore si ha proprio dopo una grande frenata:

Ora:
le leggi che descrivono questo fenomeno sono le seguenti:

ed “e”= remissività del materiale (da 0 a 1)

Epsilon è la il potere emissivo, T è la temperatura, che nei freni caldi può essere di svariate centinaia di gradi. L’elemento che, però, interessa a noi adesso è proprio “e” tra0 e 1.

Questo fattore è una costante del materiale usato e quantifica la capacità di trasmettere per irraggiamento.

Se e=0 non è in grado di irraggiare, mentre se e=1 riesce ad emettere tantissimo Q (calore).

Perché dico questo?per rispondere voglio fare un discorso che possa comprendere tutte le variabili in gioco: immaginiamo di essere in una terra fredda, in cui abbiamo alte velocità e rettilinei molto lunghi dove i freni vengono più che raffreddati. Pensiamo poi che le frenate di alta potenza non sono poi cosi frequenti: potrebbe proprio essere la descrizione del circuito di Sochi.

Allora, perché non provare a tenere la quantità di calore maggiore dentro il cestello per preservare la temperatura di esercizio?

E qua arriviamo a concludere: il materiale scelto, è un foglio che da un lato presenta una superficie dorata, ma dal lato opposto è argentata; è l’unione di due superfici di materiale differenti.

Le sue applicazioni sono molteplici, dai kit di pronto soccorso fino all’aerospazio.

Il lato interno, quello argentato, è ad elevato potere emissivo e tutte le onde elettromagnetiche che arrivano ad esso dal cerchio vengono emesse al contrario.

All’opposto, sul lato dorato il potere emissivo è basso e il calore non viene allontanato all’esterno.

In questo modo si crea uno spazio maggiormente isolato che può aiutare, come detto, alla prima staccata, o per scaldare il freno prima della qualifica..tutti quei momenti cruciali dove avere l’auto pronta è bene, ma prepararla è tanto più difficile.
Articolo dell’Ing.  Aimar Alberto SITO:

AIMARALBERTO.WIX.COM/AEROSPACE-WORLD