Nu sunt un fan înrăit al întrecerilor de automobilism, dar recunosc că mă prinde şi pe mine un pic febra atunci când maşinile de Formula 1 rulează prin oraş. Există ceva fascinant la aceste maşini capabile să atingă viteze de peste 300 km/h şi care împing mereu la extrem limitele posibilului în ceea ce priveşte tehnologia, ingineria şi aptitudinile piloţilor.
Un lucru este însă clar: nu este deloc un sport ieftin. Bugetul pentru o echipă de Formula 1 poate ajunge până la 120 de milioane de dolari pe an! Numai setul de anvelope costă câteva mii de dolari, deşi abia dacă fac faţă unei jumătăţi de cursă. Evident, nu este vorba despre nişte anvelope obişnuite. Ele sunt fabricate dintr-un tip special de cauciuc ce are o forţă colosală de aderenţă, iar selecţionarea unui anumit model de anvelope depinde de condiţiile meteo. Anvelopele aderă mai bine odată cu creşterea temperaturii, iar uneori este nevoie să fie preîncălzite.
Există o oarecare confuzie legată de termenul Formula 1. Expresia nu se referă la combustibilul folosit, dar compoziţia acestuia face parte din ”formulă”. Formula 1 se referă la setul de regulamente ce defineşte fiecare caracteristică a maşinii, precum şi felul în care se desfăşoară cursa. În mod oarecum surprinzător combustibilul folosit este benzina obişnuită. Dar acest combustibil nu are voie să conţină nicio componentă care nu există şi în benzina comercializată, însă compoziţia exactă poate varia în anumite limite clar delimitate.
La fel ca la orice sport posibilitatea de a trişa rămâne oricând deschisă, iar cursele de Formula 1 nu fac excepţie de la regulă. În acest caz însă nu este testat anti-doping numai pilotul, ci şi automobilul, respectiv benzina. În ciuda credinţei populare benzina nu este o singură substanţă chimică, fiind vorba mai degrabă despre un amestec complex de compuşi derivaţi din ţiţei, la care se adaugă mici cantităţi de biocombustibili, precum etanolul produs prin fermentarea zaharurilor. Totodată există şi o serie de aditivi ce conţin oxigen cu rolul de a creşte randamentul, precum şi detergenţi ca alchilaminele ori fosfaţii de alchil ce protejează motorul de depuneri.
Prima etapă în producerea benzinei începe cu distilarea ţiţeiului în scopul capturării compuşilor cu 4 până la 12 atomi de carbon pe moleculă. Alternativ, fracţiunile cu punct de fierbere mai mare pot fi cracate catalitic, moleculele complexe fiind descompuse în moleculele mai mici ce se găsesc în mod obişnuit în benzină.
Într-un motor cu combustie internă compuşii organici se aprind şi generează dioxid de carbon şi vapori de apă, adică gazele care creează presiunea necesară pentru a pune în mişcare pistoanele. În practică combustia nu este însă niciodată completă, iar uneori hidrocarburile rămase nearse se pot autoaprinde ceea ce duce la ”trepidarea” motorului şi scăderea randamentului. Un antidot al acestei probleme sunt compuşii cu plumb, o metodă la care s-a renunţat însă treptat din cauza toxicităţii metalului.
O metodă alternativă implică schimbarea compoziţiei benzinei folosind aditivi specifici ce regrupează atomii în nişte molecule ce formează compuşi care ard mai eficient. De exemplu benzenul, un compus care face parte din familia hidrocarburilor aromatice şi care arde foarte bine, dar este carcinogen şi de aceea conţinutul admis în benzină este limitat. Pentru optimizarea combustiei există şi posibilitatea de a adăuga compuşi proveniţi de la alte surse. Etanolul, metanolul, metil terţ-butil-eterul (MTBE) şi etil terţ-butil-eterul (ETBE) sunt câteva exemple de compuşi care măresc eficienţa combustiei datorită conţinutului lor de oxigen. Etanolul are în plus beneficiul de a fi produs prin fermentaţia zaharurilor obţinute din surse regenerabile precum porumbul. Evident, din cauza numărului mare de compuşi ce pot fi prezenţi varietatea de amestecuri de benzină este practic nelimitată.
În cazul combustibilului folosit la cursele de Formula 1 compoziţia acestuia trebuie să respecte nişte specificaţii strict definite. Conţinutul de hidrocarburi aromatice, de olefine (molecule cu legătură dublă carbon-carbon) ori de compuşi ce conţin oxigen este foarte clar stipulat. Există chiar şi o prevedere care pretinde ca cel puţin 5,75% din ingrediente să provină din surse biologice, cu alte cuvinte nu din ţiţei. Chiar dacă compoziţia combustibilului trebuie să se supună la norme atât de stricte există încă suficient spaţiu de manevră ca să se obţină diferenţe semnificative pentru cursele de maşini.
Înainte de curse fiecare echipă trebuie să furnizeze autorităţii care patronează acest sport - Federaţia Internaţională a Automobilului (FIA) - o mostră de combustibil pentru a fi analizată prin tehnica denumită cromatografie gazoasă. De asemenea, se ia încă o mostră chiar în cadrul evenimentului. Fiecare mostră este injectată cu o seringă în cromatograf unde este încălzită şi vaporizată. Vaporii sunt împinşi de un gaz inert – de obicei heliu - într-o coloană ce include un material de umplutură. Componenţii amestecului se leagă în proporţii variate la acest material, ceea ce înseamnă că vor ieşi din coloană la momente diferite. Timpii de retenţie obţinuţi sunt caracteristici pentru fiecare componentă în parte. Gazele existente sunt detectate electronic şi evaluate pe un grafic sub forma unor valori de vârf, numărul acestor valori de vârf reprezentând numărul de compuşi detectaţi, iar aria de sub valorile de vârf fiind proporţională cu cantitatea relativă din fiecare compus. Rezultatul obţinut este apoi comparat cu cel generat de o mostră de combustibil de referinţă, iar dacă diferenţele sunt mai mari decât cele specificate de norme, combustibilul este considerat necorespunzător, iar maşina s-ar putea să fie descalificată.
Manipularea chimică a piloţilor poate de asemenea afecta rezultatul curselor. Căci atunci când conduci o maşină care împinge la extrem limitele tehnologiei trebuie să depui un efort fizic şi mental deosebit. FIA a aderat la protocoalele Agenţiei Anti-Doping, motiv pentru care piloţii sunt testaţi deseori în weekend-urile rezervate curselor. Dar ei pot fi testaţi şi ad-hoc în afara programului competiţional pentru a se descoperi dacă folosesc substanţe dopante precum steroizi ori alte substanţe care optimizează performanţele. Infracţiunile sunt însă rare.
Dacă vă imaginaţi că Formula 1 este o activitate care consumă banii în mod inutil să ştiţi că nu e chiar aşa. Inovaţiile tehnologice au generat o serie de produse secundare utile, de la filtrele magnetice pentru înlăturarea ruginei de pe echipamentele casnice de încălzire, până la încălţămintea antiderapantă. Sistemul telemetric care monitorizează 150 000 de măsurători pe secundă de la peste 200 de senzori integraţi într-o maşină de curse a fost adaptat la sistemele telemetrice care ajută cercetătorii să monitorizeze o varietate de funcţii ale corpului subiecţilor ce participă la studiile clinice. Drept urmare Formula 1 este uneori totuna cu formula pentru avansul ştiinţei. Doar dacă s-ar putea face ceva şi cu zgomotul...
Traducere de Brânduşa Băcilă după a-formula-for-science cu acordul editorului.
