Tudo sobre o sistema KERS dos carros de Fórmula 1

Não se soletra Cares, nem Quers. A vedete da cobertura jornalística especializada em automobilismo é o sistema KERS (kinetic energy recovery...

Não se soletra Cares, nem Quers. A vedete da cobertura jornalística especializada em automobilismo é o sistema KERS (kinetic energy recovery system: sistema de recuperação de energia cinética), que não é exatamente nenhuma novidade e já é item de série em veículos híbridos.

Sebastian Vettel mostra as mudanças no carro da equipe Red Bull em relação a 2008
Pressionada pela demandas dos construtores por tecnologias que economizem energia, a FIA resolveu liberar o uso do sistema Kers nos carros em 2009. Isso deverá constituir uma tendência pois até o presidente da FIA (Federação Internacional de Automobilismo), Max Mosley, previu, para 2013, que todos os carros da Fórmula 1 deverão ser híbridos.
O sistema KERS, em síntese, captura parte da energia usada para brecar o veículo e a reutiliza quando o piloto quiser uma potência extra de aceleração (durante cerca de 6 segundos), como em ultrapassagens, por exemplo. Mas como funciona esse explorador do breque?


Como funciona o KERS?

Você provavelmente já ouviu a expressão freio motor. Aquele momento em que ao retirar o pé do acelerador de um veículo engrenado e há uma desaceleração enquanto a rotação do motor aumenta subitamente. Pois o sistema KERS funciona como um freio motor.
No momento da desaceleração do veículo, o KERS atua como um dínamo (gerador elétrico) e um torque resistente é criado pelo sistema, auxiliando na frenagem. A peça, entretanto, além de ajudar na parada do carro, armazena parte da energia desperdiçada, que seria, sem o sistema, transformada em calor – evidenciada na incandescência dos discos de freio em frenagens bruscas – e inutilizada.

O KERS usando bateria química para armazenamento de energia.
O que foi possível reaproveitar é transferido para o capacitor (um acumulador elétrico com função semelhante a de uma bateria) – alocado à transmissão – por meio de cabos elétricos.
O KERS, entretanto, é apenas uma sigla nova para sistemas de recuperação de energia, e não indica propriamente uma tecnologia. Trata-se, portanto, de algo genérico sujeito a variações tecnológicas. A forma de armazenamento da energia pode ser, por exemplo, por baterias químicas, supercapacitores e um substituto mecânico das bateria químicas, o flywheel.

O KERS da Willians usa um flywheel no lugar de baterias para armazenar energia cinética
Na Fórmula 1, por exemplo, um dos sistemas usados é o Flybrid, desenvolvido por Jon Hilton. Mas outros sistemas serão implementados.
A fabricante do sistema, a Flybrid Systems, desenvolveu seu KERS com um volante de inércia (flywheel) que gira a estonteantes 64.500 rpm. Como resultado, o conjunto teve que ser colocado em uma câmara de vácuo, selada dentro de um compartimento. Dessa forma, resolve-se o problema da fricção e o calor não é difundido.

O esquema do KERS Flybrid
Faltava ainda descobrir uma forma de transportar a energia gerada dentro da peça para a transmissão. Soluções elétricas foram consideradas, mas a energia desperdiçada seria enorme. Assim, os desenvolvedores criaram um eixo hermético, permitindo que a peça continuasse no vácuo.

Características do Flybrid KERS:

• Um volante de aço e fibra de carbono, que gira em mais de 60.000 RPM no interior de uma câmara de vácuo.
• O volante está encapsulado em uma caixa com características de contenção para evitar a fuga de quaisquer detritos no evento improvável de uma falha. Na prática a caixa implode para evitar que detritos voem como balas de arams de fogo.
  
• O volante está ligado à transmissão do carro na saída da caixa de câmbio acoplado por embreagem a um câmbio CVT. É o controle da relação das polias do câmbio CVT que define quando o sistema armazena ou libera energia. Na desaceleração, o movimento é dirigido ao volante, que acumula energia cinética.
• 60 kW de transmissão, quer no armazenamento ou na recuperação.
• 400 kJ de armazenamento utilizável (após a contabilização de perdas internas)
• Peso total do sistema: 24 kg
• O volume total do sistema: 13 litros

O tamanho do tanque será diminuído para acomodar o KERS. Que será compensado pela economia obtida pelo reaproveitamento energético.
Apesar da preocupação com a segurança, a novidade não escapou incólume à lei de Murphy. Um mecânico da BMW levou uma descarga elétrica ao encostar no carro durante as sessões coletivas da categoria em Jerez de la Frontera, na Espanha. Culpa do KERS.

Leia mais:
Carros de Fórmula 1 trocam bateria por flywheel - Inovação Tecnológica