La ricerca Petronas contribuisce ai successi Mercedes

Due vittorie di Nico Rosberg: la prima al Gp di Monaco e la seconda domenica al Gp di Gran Bretagna a Silverstone, cinque pole su sette gare disputate: la Mercedes è ora seconda nel mondiale Costruttori, con Lewis Hamilton sempre quarto nella graduatoria piloti: l’inglese, come Nico, è ancora in grado di inserirsi nella lotta per il vertice. Sulle frecce d’argento lo sponsor principale è Petronas, ma il petroliere malese non si limita a supportare finanziariamente la squadra di Brackley, dal momento che un contributo alle prestazioni delle W04 arriva anche dai lubrificanti e dal carburante che vengono appositamente sviluppati per le monoposto di Formula 1. Non molti sanno, infatti, che il Centro Ricerche mondo, dove si studiano le nuove formule di benzina e gli olii lubrificanti si trova in Italia. Petronas Lubricants Italy ha sede a Villastellone, nella cintura di Torino: ed è qui che l’equipe diretta da Giuseppe Natoli sperimenta le soluzioni che vengono fornite in esclusiva ai motori Mercedes siglati FO 108F. I propulsori V8 aspirati di 2,4 litri sono vincolati dal regolamento FIA: ogni pilota può disporre solo di otto unità per l’intera stagione (19 Gp), per cui ciascun motore deve avere una “vita” di 2000 km, pari a 2,5 Gp. L’utilizzo è libero: i tecnici Mercedes preferiscono montare unità fresche nelle gare più impegnative, riservando una turnazione programmata a quelli già usati. L’affidabilità, quindi, è un elemento indispensabile e negli ultimi anni si sono fatti passi da gigante sulla durata, visto che in passato esistevano i motori speciali da qualifica, e la vita di un’unità non superava i 360 km (warm up + gara). La Federazione Internazionale dal 2008 ha congelato lo sviluppo dei V8, omologando le parti interne dei propulsori, lasciando quindi poco spazio alla ricerca dei motoristi. E si può ben capire, allora, quale sia il ruolo di Petronas e come possa contribuire con il suo lubrificante non solo a preservare la durata dell’otto cilindri Mercedes, ma anche a dare il suo fattivo apporto nell’incremento delle prestazioni. Due i fronti di ricerca: la riduzione del peso (la quantità di olio da inserire nel circuito di lubrificazione) e la riduzione degli attriti. Le esperienze delle corse hanno una rapida ricaduta sul prodotto di grande serie. Non bisogna avere i capelli bianchi per ricordare che il primo cambio dell’olio qualche anno fa era programmato dopo circa 5 mila km, mentre oggi il check è stato spostato a 30 mila! Siamo stati a Villastellone per parlare con l’”alchimista” della Petronas: Giuseppe Natoli, General Manager Research & Development di Petronas Lubricants International, un vulcanico personaggio che potrebbe raccontare molti episodi inediti su come rileggere alcuni scampoli di storia delle corse, ma i vincoli di riservatezza lo portano a chiudere l’argomento con un sorriso che inarca i baffi. Ogni anno Petronas produce per Mercedes un paio di evoluzioni di lubrificante: l’obiettivo è migliorare le prestazioni, riducendo gli attriti senza compromettere l’affidabilità raggiunta. Una sorta di quadratura del cerchio… ”Il discorso non si limita solo al mondo delle competizioni – racconta Natoli – perché la ricerca sulla riduzione delle viscosità era iniziata anche sui motori stradali per migliorare le partenze a freddo e poi per ridurre i consumi di benzina. Rispetto agli anni 90 quando si usavano olii di viscosità 15W-40, oggi si può risparmiare fino al 2,5% nei consumi con lubrificanti 0W-30. Se vogliamo quantificare l’aumento di potenza sul motore di F.1 possiamo ancora parlare di 3-4 cavalli anche se ormai siamo alla fine del ciclo degli 8 cilindri di 2.4 litri”. È più difficile produrre un olio per un motore di F.1 che gira a 18 mila giri o per un propulsore di serie che deve durare 35 mila chilometri? “Diciamo che si fanno valutazioni diverse: sul V8 di F.1 si registrano delle condizioni di lubrificazione puntuali dove si creano momentanee condizioni limite che stressano le parti meccaniche e l’olio. Nel prodotto di serie, invece, si lavora in funzione della durata e della stabilità. Due esercizi diversi, ma entrambi complicati”. Restiamo alla F.1: quanti litri di olio servono al V8 Mercedes? E per la lubrificazione del cambio? “Per il motore siamo arrivati a circa 7 litri: in venti anni posso dire che abbiamo dimezzato la quantità di lubrificante che si mette in macchina, mentre nel cambio bastano 0,8 litri contro i sei litri di un tempo! E siccome in F.1 dieci chili di peso valgono circa tre decimi si può comprendere quale sia stato il nostro contributo alle prestazioni di una monoposto”. Il dato relativo alla trasmissione è impressionante… ”Un costruttore era arrivato addirittura a 0,4 litri. È infatti sufficiente che solo l’estremità dei denti degli ingranaggi sia annegata nell’olio perché quest’ultimo venga distribuito a nebbia sugli elementi della trasmissione per effetto delle elevatissime velocità di rotazione degli ingranaggi stessi. Gli attuali V8 hanno potenze da 750 cavalli e hanno raggiunto una vita che supera ampiamente i due Gp: ma quali sono i punti della lubrificazione più stressati e quali sono i picchi di temperatura che si raggiungono? ”In effetti registriamo delle condizioni termodinamiche fortemente stressate. Se la temperatura dell’olio è di 140 gradi in coppa, ci sono picchi che arrivano fino a 220 gradi come sulla bronzina di banco dove il film è molto sottile. Si tratta di un valore che viene abbassato subito dopo. Con i lubrificanti 5W-20 sui quali stiamo lavorando da un paio di anni per il prodotto destinato alle vetture di serie, si stanno riproducendo delle condizioni limite simili a quelle delle competizioni in F.1. La ricerca che viene fatta nei Gp, dunque, ci dà risposte molto importanti anche nel prodotto di serie”. Viene studiato un olio specifico per ogni pista del mondiale? ”Fino a qualche anno fa era così: il lubrificante veniva scelto in funzione al numero delle variazioni di velocità dai 300 km ai 60 km necessari a percorrere una curva a bassa velocità e in funzione delle cambiate, del regime di rotazione del motore. Si sceglieva un tipo d’olio secondo le caratteristiche del circuito. C’erano tre diverse tipologie di lubrificante per i tracciati lenti, medi e veloci, mentre ora l’olio è sempre lo stesso. Se si cambia la formula è perché si migliorano le performance…”. Quali controlli fate per garantire l’affidabilità dei V8 Mercedes? “Un pilota deve coprire una stagione completa con otto motori: noi assistiamo su pista la Mercedes con un apparecchio, lo spettrometro, con il quale misuriamo i metalli di usura nel lubrificante (alluminio, ferro, stagno, piombo ecc… ecc…). L’esame viene ripetuto ogni volta che il motore va in moto. La vita di un V8 è di oltre 2000 km in pista e di 3500 km al banco. Sono gli ingegneri della Stella a determinare quali sono i limiti di consumo per ciascun metallo, raggiunti i quali la durata di un propulsore diventa a rischio”. Se nell’olio del motore si registra un valore anomalo di rame si capisce che sono le bronzine ad andare in crisi, mentre se è il valore del titanio a preoccupare bisogna andare a guardare le valvole. Qualora i picchi riguardino l’alluminio allora si punta lo sguardo sulla testata. Insomma, in base al tipo di metallo, è relativamente facile diagnosticare l’area di crisi, in funzione dei metalli usati per la costruzione ed i trattamenti dei vari componenti, per decidere se è meglio sostituire precauzionalmente il propulsore prima di un cedimento. Quali sono i valori limite? ”Diciamo che variano a seconda del materiale: si va dai 100 mg/kg di ferro ai 200 di un altro metallo. Si preleva un campione di olio alla fine di ogni sessione e si analizza allo spettro metallografico. Faccio un esempio: troviamo 70 mg/kg di ferro. Questo valore va moltiplicato per i sette litri di olio della capacità del V8 e allora si può stimare un consumo di 0,49 gr. di ferro. Il dato lo devo tenere presente perché lo dovrò sommare ai successivi prelievi di ogni volta che il propulsore andrà in moto. Il totale darà l’effettivo degrado del motore, per stabilire come, quando e dove usare quell’unità”. La stessa indagine vale anche per l’olio del cambio, considerato che la trasmissione deve durare cinque Gp? ”Certo, ma noi sappiamo che l’olio del cambio è meno stressato. Fino al 2008 c’erano trasmissioni realizzate con scatole ferrose, poi la McLaren ha introdotto quelle in lega di titanio e vanadio, poi copiate da tutti. Se nel motore si trovano tracce di 100 mg/kg di un metallo, in un cambio non si superano 5/7 mg/kg”. Quante volte si cambia l’olio in un week end di gara? ”Non ci sono vincoli regolamentari per cui si procede spesso, anche se l’olio analizzato è ancora buono. A volte si sostituisce se si è modificata solo una mappatura elettronica della centralina del motore…”. Fornite tutti i team che usano motori Mercedes? ”No, abbiamo un contratto esclusivo con il team di Brackley". Avete dei dati di confronto con l’usura dei motori Mercedes forniti alla McLaren? ”No. Sono dati sensibili che restano al motorista. Posso dire però che il nostro lavoro è controllato: i tecnici Mercedes, infatti, possono fare le loro valutazioni e i confronti, per cui il giorno in cui il lubrificante della McLaren dovesse essere migliore del nostro ce lo farebbero notare subito! Del resto tutto il lavoro di sviluppo viene fatto con il nostro olio per cui siamo molto soddisfatti della collaborazione con la Casa tedesca”. L’anno prossimo si passerà ai motori V6 Turbo: ci state già lavorando? ”E’ un progetto che ci impegna da due anni e mezzo. Sarà una sfida con grandi contenuti tecnici. Nel 2014 anche Force India e Williams avranno il nostro olio e le nostre benzine”. Abbiamo già svoltato sul prossimo anno, ma questo è un tema che meriterà un successivo approfondimento…