Telemetría y Flujo de Datos en la F1

En la F1, la telemetría es el flujo de datos que circula en tiempo real desde el coche de carreras hasta el muro de boxes y el garaje; los cientos de sensores del vehículo transmiten todo a los ingenieros con una precisión de milésimas de segundo: información de velocidad y frenado junto con la presión de los neumáticos, el nivel de combustible y la salud del motor. En la Fórmula 1 moderna, la estrategia, el rendimiento del piloto y la mayoría de las decisiones técnicas son producto de esta cadena de datos invisible.

Mientras ves una carrera de F1 frente a la pantalla, ¿te has preguntado alguna vez lo siguiente: cómo saben los ingenieros del muro de boxes lo que ocurre con los neumáticos del piloto, cuánto combustible le queda o si los frenos están a punto de agotarse antes incluso de que completes esa vuelta? La respuesta es una sola palabra: telemetría. Y créeme, una vez que te asomas a este asunto, ya nunca ves la F1 con los mismos ojos.

¿Qué es la telemetría y cuántos sensores tiene el coche?

La telemetría es, en pocas palabras, la transmisión en tiempo real de todos los datos que recoge el coche de carreras mientras está en pista hacia el muro de boxes y el garaje. Los sensores repartidos por todo el coche, de abajo arriba, lo miden todo constantemente y lo envían al equipo mediante ondas de radio. Puedes pensar en el coche no tanto como un vehículo, sino como un conjunto de sensores en movimiento conectado a una enorme computadora. De hecho, incluso en la literatura sobre el tema se utiliza la comparación de "supercomputadora en movimiento".

¿Y cuántos sensores hay? Christine Steven, una de las ingenieras de desarrollo electrónico de Mercedes, afirma que en un fin de semana de carreras promedio el coche cuenta con más de 250 sensores ; algunas fuentes actuales elevan esta cifra por encima de 300 . Los sensores se dividen en tres grandes categorías: control, instrumentación y monitoreo. La unidad de potencia, el chasis, la suspensión, los neumáticos, la aerodinámica y los controles del piloto están todos conectados a esta red. La FIA, además, impone a los equipos un sistema TPMS obligatorio que monitorea constantemente la presión de los neumáticos; en los alerones y el suelo hay sensores de imagen térmica que miden la temperatura de la superficie del neumático y su degradación. Es decir, lo que hace el neumático ya no depende solo de que el piloto lo "sienta": los sensores, capaces de ver como cámaras, también lo saben.

Las velocidades de datos tampoco son uniformes; varían desde 1 Hz hasta 1 kHz. Cuando se trata de datos de vibración, se puede llegar hasta 200 mil muestras por segundo. La lista de canales monitoreados es increíblemente larga: velocidad, velocidades de las ruedas, ángulo de dirección, freno delantero y trasero, balance de frenado, marcha, régimen del motor, presión de los neumáticos, DRS, modo del motor, par motor, combustible, delta de la última vuelta, fuerzas centrífugas, embrague, carga aerodinámica, presión hidráulica y de aceite, temperatura del motor, transmisión, escape... La lista sigue creciendo, pero ya entiendes el punto: cada átomo del coche está hablando.

¿Cómo salen los datos del coche y llegan al garaje?

Los sensores se conectan a la ECU del vehículo de forma analógica o a través de las líneas del bus CAN. La ECU es una producción estándar y especial para cada equipo; McLaren la fabrica y todos los equipos usan el mismo hardware. La ECU cifra los datos y los envía al garaje mediante antenas situadas en la parte delantera del vehículo. Algunos datos se recopilan por el método clásico, es decir, conectando un portátil por cable en el pit; a esto se le llama offload y así descargan los datos adicionales que la transmisión en vivo no puede soportar.

Los datos en vivo rondan aproximadamente 30 MB por vuelta; con el offload en el pit esa cantidad puede duplicarse o triplicarse. En el total de un fin de semana de Gran Premio hablamos de varios terabytes por coche; si se incluye el vídeo, la cifra crece aún más. En el fin de semana del GP de México 2022 se transfirieron aproximadamente 11 terabytes de datos solo entre el circuito y la fábrica. También está el tema de la latencia: en las carreras europeas los datos llegan al muro de boxes en 10-15 ms, mientras que en carreras lejanas como Australia o Japón ese tiempo se dispara hasta 300-400 ms. Para un ser humano es imperceptible, pero para ingenieros que viven en milésimas de segundo la diferencia es grande. Y avanzando, apunto lo siguiente: la propia infraestructura de telemetría es común para todos los equipos; este sistema, que ofrece una cobertura del 100% en pista, es uno de los escasos ejemplos de cooperación entre equipos. En cuanto al análisis, la mayoría de los equipos utilizan el software Atlas de McLaren Applied.

¿Cómo se encuentra el tiempo perdido en la clasificación?

Las sesiones de clasificación son el momento más emocionante del análisis de telemetría. En cuanto el piloto baja del coche, en ese breve intervalo entre tandas, se sumerge en la pantalla junto con el ingeniero de rendimiento. El objetivo es único: encontrar dónde se perdió el tiempo. El equipo que el sábado al mediodía no encuentra 0,1 segundos, arranca por la tarde más atrás en la parrilla. ¿Y cómo se hace esto?

La palabra mágica del asunto es delta. Delta significa la diferencia entre dos puntos de datos; superponen los datos de dos vueltas o de dos pilotos y visualizan la diferencia de tiempo a lo largo del circuito. Supongamos que tu piloto pierde 0,15 segundos frente a su compañero en la curva 4. Miras el gráfico de delta y revisas los demás canales de ese punto: ¿hay algún problema en la presión de freno, el piloto cambió la trazada antes de la curva, se retrasó la aplicación del acelerador? Se puede desglosar punto por punto al instante. Y para comparar, no hay más remedio que el compañero de equipo; también están sobre la mesa las vueltas de años anteriores, tandas simuladas o las mejores vueltas del propio piloto.

También está el análisis de sectores. Al combinar los mejores tiempos del piloto en S1, S2 y S3 se obtiene la vuelta teórica más rápida. Una gran diferencia entre la vuelta real y la teórica indica que todavía existe un potencial sin explotar en el coche. Observando en qué sectores el piloto es rápido y en cuáles lento, también se puede leer un desequilibrio en la puesta a punto; por ejemplo, si las secciones de alta velocidad van bien pero falta agarre en curva, se hace muy fácil entender hacia dónde se desplaza el equilibrio del coche. Los viernes por la noche, los pilotos también revisan estos datos de nuevo; la estrategia de clasificación y de carrera toma forma esa noche.

Día de Carrera: ¿Cómo Determinan los Datos de Combustible y Neumáticos la Estrategia?

La estrategia de carrera tiene dos decisiones centrales: cuándo hacer el pit stop y qué compuesto de neumático elegir; ¿duro, medio o blando? Detrás de estas decisiones hay un modelado de datos sólido. Los estrategas calculan la carga óptima de combustible basándose en el trazado del circuito, el ritmo de carrera esperado y las tasas de consumo de combustible. En un entorno donde el clima, la pista y los rivales pueden cambiar, este cálculo se actualiza constantemente.

En el lado de los neumáticos, las cosas se vuelven aún más interesantes. Durante las tandas de entrenamiento, los equipos siguen la vida útil de los neumáticos, monitorizan el consumo de combustible y ejecutan simulaciones de escenarios. Especialmente las tandas de más de 5 vueltas se leen prácticamente como un ensayo de carrera: se comparan las curvas de degradación de dos equipos con el mismo compuesto y se modela si conviene hacer una o dos paradas. A medida que se consume el combustible y el coche se aligera, la degradación de los neumáticos disminuye y el rendimiento aumenta; por eso, en las vueltas avanzadas de la carrera, atacar puede volverse una opción lógica. Gracias a la telemetría, el ingeniero puede ver en pantalla lo que ocurrió hace tres vueltas, mientras el piloto aún no ha notado el desgaste de los frenos.

Undercut, Overcut y las Decisiones Instantáneas en el Muro de Boxes

Déjame contarte mi parte favorita: el undercut. Consiste en entrar a boxes una vuelta antes que tu rival y, con neumáticos nuevos, estar delante de él cuando salga. El overcut es todo lo contrario; permanecer en pista dando vueltas rápidas después de que el rival haya entrado a boxes. Cuál de los dos es mejor depende de los datos de degradación de los neumáticos y de la probabilidad de adelantar en pista. Sin telemetría, estas decisiones quedarían completamente libradas al instinto. Con datos disponibles, en cambio, el ingeniero puede modelar de antemano el momento del undercut y calcular la vuelta exacta adecuada. Si el desgaste de los neumáticos es bajo, también pueden surgir planes audaces como ir agresivo en las últimas vueltas mientras el rival conserva sus neumáticos.

El muro de boxes no está vacío en ese momento; los ingenieros monitorizan la telemetría en tiempo real y guían la estrategia. La inteligencia artificial también está ya en la mesa; existen estudios de análisis predictivo orientados a detectar de antemano averías mecánicas a partir de los datos de los sensores. Además, en el lado de las retransmisiones, los sistemas de análisis que predicen las condiciones de la pista, el estado del tiempo y las estrategias de los rivales con datos en tiempo real, y que ofrecen al espectador clasificaciones visuales, también trabajan sobre este flujo de datos. Es decir, esos elegantes gráficos que ves en tu televisor también son producto de los mismos sensores.

El Lado de la Fábrica: Mission Control y la Cadena de Datos

Su telemetría no se queda solo en la pista; es el primer eslabón de una enorme cadena que se extiende de la pista a la fábrica. Desde los sensores del coche hasta la ECU, desde allí se cifra y va a los boxes, de ahí al garaje y finalmente a la fábrica. Del lado de la fábrica, los datos se procesan en el dinamómetro, en el simulador, en las secciones aerodinámicas y en el túnel de viento. Es decir, una vibración medida en la pista el sábado por la mañana puede convertirse entre semana en el diseño de una pieza nueva en la fábrica.

En la pista también la jerarquía es clara. En el caso de Mercedes, hay cinco roles clave de ingeniería por coche: especialidades como Race Engineer, Performance Engineer, Controls Engineer y Engine Performance. Cada uno es responsable de una franja diferente de la telemetría. Las entradas del piloto, es decir, freno, acelerador, ángulo de dirección, los botones del volante, los datos de los sensores aerodinámicos y los valores de temperatura y presión de la unidad de potencia fluyen hacia estos equipos.

Las salas de "Mission Control" de la fábrica son el puente entre la pista y los ingenieros de diseño. Estas salas, que también albergan al equipo de estrategia, como ocurre en el McLaren Technology Centre o en Aston Martin, siguen en directo los flujos de datos y las simulaciones incluso a miles de kilómetros del circuito. Mientras se disputa la carrera, un ingeniero de la fábrica puede mirar al mismo tiempo el mismo gráfico que su colega en el muro de boxes. Increíble, ¿verdad?

¿Son los datos lo único que importa? El factor humano

Vale, todo está en la pantalla, pero la máquina no responde a todo. Cuando se trata de información contextual que la simulación no puede captar, los ingenieros experimentados pueden invalidar el modelo. La sensación del piloto con respecto al neumático es el mejor ejemplo; aunque la pantalla diga "el neumático está bien", el piloto puede decir "el ajuste del alerón trasero es perfecto para mí", y esta preferencia subjetiva no puede borrarse con los datos. La F1 sigue siendo una labor conjunta del ser humano y la máquina; los datos son un asistente poderoso, pero al volante todavía hay un ser humano.

Breve historia de la telemetría: de 1978 hasta hoy

Todo empezó de forma relativamente modesta. En 1978, Ken Tyrrell incorporó al equipo al físico estadounidense Dr. Karl Kempf. Kempf llevó a la F1 el método de telemetría con grabación en cinta que había desarrollado en Goodyear; con sensores se registraban la velocidad, los movimientos de la suspensión, las fuerzas direccionales, el acelerador y el freno. Imagínate lo laborioso que era; incluso añadir un microprocesador era vertiginoso en aquella época debido a los problemas de ruido eléctrico y vibraciones.

Luego entraron en escena las computadoras y todo cambió. Los datos se volvieron más precisos, los sensores se redujeron de tamaño y se multiplicaron; la telemetría contribuyó directamente al desarrollo exponencial de la tecnología de carreras. Hoy se ha llegado a un punto en el que la máquina es casi perfecta y la evolución se ha asentado en una meseta. Piensa en esto: de unos pocos canales grabados en una cinta en 1978 a 1,1 millones de puntos de datos por segundo en la actualidad. Este salto ocurrido en casi 50 años transformó la F1 de una simple carrera de velocidad en también una carrera de datos. La próxima vez que veas una carrera frente a la pantalla, echa un vistazo al muro de boxes: allí ya no verás solo ingenieros con la cabeza confundida, sino personas que gestionan una auténtica tormenta de datos en tiempo real.

Fuentes

• Feature: Data and Electronics in F1, Explained!
• INSIGHT: The Trackside Engineers
• Formula One Telemetry: Explained
• How Data Works in Formula 1
• How Data Moves in Motorsport
• F1 race cars have 300 sensors
• F1 Race Charts Explained: Lap Times, Tyres & Telemetry
• How F1 Teams Use Telemetry, Control, and Analytics to Go Faster
• How Race Strategy Works In Formula 1
• A Look Inside a Formula One Team's Mission Control
• F1 Insights - AWS