Evoluzione dei freni in Formula 1: Brembo confronta i dati a dieci anni di distanza

L’evoluzione tecnologica della Formula 1, come ben noto, non conosce ostacoli. Halo, cambiamenti aerodinamici e vari margini imposti dalla FIA per rallentare le monoposto non sempre hanno avuto gli effetti sperati, anzi. Vero è che c’è un’altra componente determinante che ha contribuito, e non poco, a questo aumento di prestazioni che rendono le monoposto di oggi le più prestazionali di sempre: l’evoluzione dei freni in Formula 1.

Brembo ha voluto mettere a confronto due epoche e due monoposto molto diverse tra loro, ovvero una F2008 campione del mondo costruttori con Massa e Raikkonen e l’attuale SF71H che si sta battendo per il mondiale nel quinto anno di era ibrida. Brembo in questi anni ha giocato un ruolo fondamentale assistendo molti team, tra i quali ovviamente la Ferrari, lungo questa costante evoluzione tecnologica.

Proprio l’evoluzione dei freni è stata impressionante, lo testimoniano le cifre. È cambiato il modo di frenare del pilota, come sono cambiate anche le gomme, oggi decisamente più larghe e soprattutto slick (il 2008 fu l’ultimo anno delle coperture scanalate). Tutto il corpo vettura di una F1 è cambiato: è aumentato il passo a causa del divieto di rifornire in gara ed è cambiata profondamente l’aerodinamica.

Come è cambiata l’evoluzione dei freni in dieci anni di Gran Premi

Mettendo a confronto il GP del Canada 2008 (unica vittoria di Robert Kubica) con quello di una settimana fa, emerge un dato impressionante. Lo spazio di frenata è diminuito del 22,2%. Bene, se si pensa al progresso della tecnologia, male se si pensa a quanto questo semplice dato abbia influito sullo spettacolo. Non a caso è andata in scena una delle gare più noiose degli ultimi anni, anche perché frenando in meno spazio calano drasticamente le possibilità di effettuare un sorpasso.

Del 15% è calato anche il tempo di utilizzo dei freni, stimabile sul circuito Gilles Villeneuve in circa due secondi sul totale del giro. Sembrano pochi ma se dieci anni fa Kubica e compagni usavano il pedale per oltre tre secondi una specifica curva (il tornantino prima del rettifilo che porta ai box), oggi questo tempo è calato a 2,44 secondi su una media dei dati raccolti da Brembo.

Se gli spazi di frenata sono diminuiti del 22% e i tempi di frenata “solo” del 15% la ragione è una sola: è cresciuta la forza esercitata dai piloti sul pedale del freno così come la potenza degli impianti frenanti Brembo. Nel 2008, in media, ad ogni curva del GP del Canada i piloti esercitavano un carico sul pedale di 129 kg, mentre quest’anno il valore medio è salito a 134 kg: una crescita del 4% che ha reso più dispendiosa la guida dei piloti. 

Maggiore potenza fisica del pilota che agisce sul pedale ma anche e soprattutto una maggiore capacità frenante degli impianti che prendono vita nell’impianto a pochi chilometri dal quartier generale di Bergamo (che noi abbiamo visitato).

Le pinze odierne sono caratterizzate da una maggiore complessità delle geometrie, esasperate sia da una continua ricerca di ottimizzazione del rapporto rigidezza-peso, sia da forme sempre più efficienti per ottenere il raffreddamento indispensabile a ciascuna monoposto. Dallo scorso anno l’aumentata larghezza degli pneumatici ha inciso e non poco sulla capacità di scaricare a terra la potenza frenante (ruote più larghe hanno ovviamente un impatto maggiore di ruote più strette), tanto che in termini di forza G quest’anno si sono toccati i 4,9 G in curva 8 contro i 4,4 di dieci anni fa. Ancor più forte la decelerazione in curva 1, 4,8 G contro 3,7 di una decade fa, chissà che valori registrerà Bremo a Monza…

Cambia il modo di frenare perché sono cambiati i freni

L’evoluzione dei freni in Formula 1 si è giocata anche sulla forma. Dieci anni fa il disco poteva contare su circa 200 forellini per la ventilazione. Oggi si è arrivati a quota 1.400 (+ 600%), un dato impressionante reso possibile dall’aumento delle dimensioni dei dischi (nel 2017 si è passati da 28 a 32 mm di spessore)! Pensate che con l’ultima evoluzione del macchinario di precisione studiato da Brembo stessa servono dalle 12 alle 14 ore di lavoro per ottenere un disco finito.

Anche le pastiglie hanno subito cambiamenti significativi nell’ultimo decennio sia nelle dimensioni che nelle geometrie. L’area complessiva di ciascuna è cresciuta di poco meno del 2% (da 4.000 mm a 4.070 mm) ma ora appaiono più allungate del passato: nel 2008 misuravano 106 x 25 mm, nel 2018 invece ammontano a 185 x 22 mm. 

Oggigiorno le pastiglie devono smaltire energie notevolmente maggiori: in Canada 10 anni fa la temperatura dei dischi al tornante (curva 10) raggiungeva un picco di 908°C mentre quest’anno nello stesso punto la temperatura registrata dai tecnici Brembo ha superato i 1.000°C. Per ovviare a questo problema, anche la ricerca sulle forme delle pastiglie stesse si è fatta più approfondita ed esasperata: le pastiglie dispongono infatti di fori di ventilazione che sono personalizzati in base alle richieste di ciascun team.

Altra grande evoluzione è stata il Brake By Wire, la novità che nel 2014 ha cambiato drasticamente l’evoluzione dei freni in Formula 1. L’impianto posteriore non viene più così azionato dal pilota (chiedere a Vettel che all’ultimo anno in Red Bull ebbe particolare problemi ad adattarsi alla novità) quanto dall’impianto idraulico in alta pressione della vettura (vale a dire quello che aziona il cambio, o il power steering), tramite l’opportuno controllo della centralina elettronica, che tiene conto, in ogni istante, dei contributi legati alle due MGU (H e K) e della ripartizione frenante impostata dal pilota.

Sull’asse posteriore l’energia da dissipare a parità di attrito si è ridotta, essendo in parte recuperata dalla MGU-K: si può così impiegare una pinza meno ingombrante e più leggera.  Per questo motivo oltre alle tradizionali pinze a 6 pistoni, valore massimo stabilito dal regolamento, Brembo fornisce ad alcuni team pinze a 4 pistoni da utilizzare al posteriore proprio per andare incontro alle loro richieste di maggior leggerezza.