Di cosa è fatta una Formula Uno?!?

Di passione, di velocità, di emoz…

Ma no!! Di che cosa è fatta, cioè, quali materiali impiega?

Si posso utilizzare oro, argento e platino in una F1?!? Quanti km di cavi sono presenti nelle monoposto? E nei radiatori…? Acqua? Acqua santa? Ma in che senso l’acqua dei radiatori ti fa vincere un Mondiale?!?

Signore e signori, allacciate le cinture di sicurezza – che in F1 sono costruite con fibre di Zylon e leghe metalliche ultraleggere, per un peso totale inferiore ai 470 grammi! – e….

Partiamo alla scoperta dei materiali impiegati in F1!

PARTE I – MALEDETTA BUROCRAZIA

La Formula 1 è fatta di regole, quindi non si parte dalla tavola periodica degli elementi, ma si parte dalla burocrazia. Già. Gli ingegneri possono utilizzare qualsiasi materiale gli balzi in testa?

Ovviamente no. C’è tutta una lista di eccezioni e divieti moooolto curiosi.

Eh già. Il racconto che vi farò oggi si basa sul regolamento 2026! Così per un po’ di anni sarà attuale. E il regolamento 2026 è il più severo mai esistito in quanto a materiali permessi.

Fino a quest’anno, infatti, la FIA ha fatto tutta una lista di materiali vietati. E tutti i materiali che NON sono in quella lista, sono permessi.

E ora? Ora c’è stat  o un cambiamento. Ora è stato fatto un passo in più. Nel regolamento tecnico c’è una lista di materiali utilizzabili, ma ci sono anche delle eccezioni e degli obblighi.

Le eccezioni riguardano alcuni componenti in cui si possono usare materiali “vietati” o non elencati. Esempio? I vari fluidi, dal fluido freni al liquido refrigerante, passando per il fluido dell’impianto idraulico. Totale libertà per le squadre.

E gli obblighi, invece? Riguardano altri componenti che devono per forza essere costruiti con un certo materiale, o una famiglia di materiali. Un esempio, ma lo vedremo meglio dopo, sono i pistoni del motore, oppure alcuni sistemi di sicurezza come le strutture deformabili, che proteggono il pilota in caso di incidente. Le fibre che fanno da cuscinetto e aiutano a dissipare l’energia devono essere scelte tra pochissime opzioni disponibili, proprio perché la FIA vuole assicurarsi che rispettino i più alti standard di sicurezza.

Le imposizioni del regolamento non finiscono qui. Anzi, le più interessanti le dobbiamo ancora scoprire.

La prima riguarda la reperibilità dei materiali. Qualunque materiale utilizzato per costruire una F1 deve essere commercialmente disponibile.

Cosa vuol dire? Vuol dire che, ad esempio, la Ferrari non può stringere un accordo di esclusiva con un’acciaieria per utilizzare una lega mega ultra-avanzata non in commercio. Le altre squadre devono poter acquistare quella lega in libertà.

E come fa la FIA ad essere certa che questa regola venga rispettata? Ogni squadra, quando omologa la monoposto prima della stagione, deve presentare una lista di tutti i materiali che utilizzerà. Nessuno escluso. Pensate che palle gli ingegneri che devono preparare questo dossier!

E devono stare attentissimi. Perché, se poi la macchina, chessò, monta un particolare di plastica da 2€, ma di una plastica un filo diversa da quella dichiarata… tac, sei squalificato!

Una volta ottenuti questi dossier, la FIA verifica tutti i materiali utilizzati dalle squadre. Se  trova qualcosa di nuovo, di mai visto prima in commercio, si assicura che sia disponibile anche per gli altri. Inoltre, se il materiale non è conosciuto, esegue dei test per assicurarsi che la composizione corrisponda a quella dichiarata.

Pensate che, se una squadra a un certo punto deve cambiare materiale con uno analogo, ma quel nuovo materiale non c’è nella lista di omologazione, deve preparare una richiesta ufficiale da far approvare alla FIA. Cambio le viti con una nuova lega quasi uguale? Devo fare richiesta.

Non è finita qui. Per le Power Unit le regole sono ancora più stringenti. Ogni costruttore deve presentare la lista dei materiali che userà nella Power Unit entro il 1° Novembre dell’anno precedente. Quindi, per il 2026, le liste sono già state presentate!

Poi la FIA raccoglie tutti i materiali dei vari motoristi, crea un unico listone anonimo e lo distribuisce a tutti entro fine marzo, così da permettere la circolazione delle idee, abbassare i costi e aiutare chi è in difficoltà a recuperare. Già! Tutti possono sapere i materiali usati da tutti gli altri (senza sapere chi usa cosa).

Immaginatevi la scena, però: un motorista di Honda in Giappone trova un acciaio super fico che fa guadagnare 3cv al motore. Ma lo trova il 3 novembre. Troppo tardi! Dovrebbe aprire una procedura eccezionale, chiedere alla FIA il permesso di utilizzare quella lega, e il nuovo materiale dovrebbe essere approvato dall’intera commissione motori; quindi, con anche gli altri motoristi che votano e scoprono il trucchetto!

Bene, ma quindi: quali sono questi materiali? Di che cosa è fatta una formula 1?

Eviterò di farvi il listone mega completo, andremo molto veloci, ma preparatevi a delle chicche incredibili.

Anzitutto, il regolamento divide i materiali tra telaio e Power Unit. Partiamo dal telaio.

TELAIO

Si possono utilizzare tutte le leghe del ferro, quindi gli acciai, senza limiti; anche le leghe di alluminio sono molto libere, mentre le leghe di magnesio permesse sono solo quattro.

Quindi, se volete usare lo stesso magnesio delle F1 per i vostri cerchioni, avete il codice nel regolamento; c’è una possibilità su quattro che la vostra Punto Tuning abbia gli stessi cerchioni della Red Bull di Max Verstappen.

Anche le superleghe a base di Nichel e Cromo, che resistono ad altissime temperature e si usano negli scarichi, ad esempio, sono limitate a poche opzioni disponibili.

Un dettaglio interessante riguarda le leghe di rame, dove è vietato l’utilizzo troppo spinto del berillio.  ? E perchè?

Il berillio è un metallo che andava molto di moda nei motori di F1 dei primi anni 2000, fu introdotto dalla Mercedes; ecco, è un materiale estremamente tossico e pericoloso, soprattutto per le polveri che emana, e quindi è molto limitato in F1. Pensate che è assolutamente vietato il suo utilizzo nei composti di Additive Manufacturing. Sapete cos’è? è la stampa 3D dei metalli.

Eh già, anche sull’Additive Manufacturing ci sono diverse limitazioni: solo una lista ben precisa di materiali è permessa.

Adesso però arriva la mia postilla preferita. In F1 è vietato l’impiego di materiali che abbiano più del 5% di composizione formata dalla combinazione di: oro, platino, rutenio, iridio e renio. Che probabilmente manco avrete mai sentito, che diavolo è il RENIO?

Quello che ci interessa sapere è che questi sono i metalli più costosi e rari. E non se ne possono usare troppi. Questi materiali possono essere utilizzati nel motore, ad esempio, ma solo come rivestimenti, con uno spessore massimo di 0.035mm.

Altri materiali vietati perché molto costosi sono i materiali intermetallici, come l’alluminio di titanio. Quando tu fai una lega metallica, sciogli due metalli, li mischi, et voilà. Lega. Nei materiali intermetallici, invece, si mischiano sempre due metalli, sì, ma si fa in modo che gli atomi siano disposti in una struttura regolare e ripetitiva, come fossero dei cristalli super ordinati. Bene, l’alluminio di titanio, è un composto intermetallico, molto raffinato e molto costoso, e infatti viene utilizzato principalmente nei motori degli aerei.

Infine, abbiamo pochissime limitazioni sui componenti elettrici e sui vari isolanti termici: qui le squadre possono fare sostanzialmente quello che vogliono, tra polimeri, ceramiche etc.

Esistono limiti anche sui materiali compositi. Sapete cosa sono? Sono materiali in cui si mischiano due sostanze molto diverse tra loro in modo da ottenere un nuovo materiale con nuove proprietà. Un esempio? Il carbonio. Il carbonio è fatto da fogli di carbonio tessuti e resina! Che una volta cotta lo rende rigido e resistente. Ecco, gli ingegneri non hanno molte libertà sui materiali compositi, soprattutto su quelli a matrice metallica (cioè con la parte che tiene insieme il tutto, il “collante”). I materiali compositi più esotici sono vietati.

Per farvi capire, il materiale composito carbonio-carbonio può essere utilizzato solamente come materiale di frizione, per esempio nei dischi freno. Altrove, è vietato.

Per quanto riguarda la Power Unit, ci sono una serie di obblighi che scopriremo nel prossimo capitolo. Qui mi interessa citarvi solo una chicca: nelle leghe di alluminio, è vietata una concentrazione di argento superiore al’1%.

Insomma, se sciogliete una PU di Formula 1 sperando di trovarci metalli preziosi…ecco, c’è poca roba. Tra argento, oro, platino e iridio, la FIA vuole assicurarsi che gli ingegneri di F1 non si trasformino in orafi!

PARTE II – I MATERIALI DELLE MONOPOSTO

Ora che sappiamo quali materiali sono permessi in F1 e quali no, esploriamo la macchina dal capo alla coda.

Così, componente per componente, possiamo capire com’è fatta una F1.

Partiamo dall’alettone anteriore. Materiale: fibra di  carbonio. [suono sirena]

NO! SBAGLIATO. Che volgarità! Se avete visto il mio video in Dallara, ormai lo sapete già, lo ripeto per chi è nuovo.

Come vi dicevo prima è un materiale composito. La fibra di carbonio è solo uno dei due materiali.

Vedete? Questo è un cubo di carbonio. L’elemento della tavola periodica. Questo viene fatto in fibre, vengono tessute come una maglietta e vengono uniti a una matrice, ossia una resina che serve a stabilizzare la loro forma. Si ottiene una sorta di foglio che viene adagiato su uno stampo, così da seguire la forma finale del componente.

Per ogni singolo componente viene studiato esattamente quanti fogli disporre e come disporli. Perchè? Tra poco lo capirete. Prendendo come riferimento la nostra ala anteriore, il main plane, quindi l’elemento principale più in basso, avrà bisogno di più fogli dei flap superiori, che sono più sottili perché non hanno funzione strutturale, non devono reggere tutti i carichi dell’elemento principale.

Una volta adagiate tutte le pelli di materiale composito sullo stampo, il modello viene cotto in autoclave, così da indurirlo e stabilizzarlo nella sua forma finale.

Perché in F1 s Bi usa questo materiale composito con la fibra di carbonio?

Perché è un materiale molto resistente e molto leggero. Quindi, è perfetto per utilizzi meccanici estremi, come l’automobilismo sportivo o l’aeronautica. Ha anche un’altra caratteristica, molto utile per la nostra ala anteriore, ovvero è anisotropo. Vuol dire che regge bene i carichi in una direzione principale; se lo sforzi da altre direzioni, non è altrettanto prestante.

Questa caratteristica è  sapientemente sfruttata dagli ingegneri di F1. Intrecciando le vari pelli di carbonio nel modo più opportuno, si può ottenere un componente che flette in maniera programmata: eh già, proprio le ali flessibili di cui parliamo spesso. Magari se le metti così, l’ala flette troppo e non passa i controlli. Ma se le metti così…passa i controlli e poi a una certa velocità flette!

Rimanendo sulla parte esterna di una F1, un po’ tutti i componenti principali sono in materiale composito con fibra di carbonio.

Scorrendo la monoposto dall’anteriore al posteriore, abbiamo tutti i componenti aerodinamici che sono costruiti in materiale composito di carbonio. La carrozzeria, il fondo, l’ala posteriore, quasi tutti i dispositivi aerodinamici, le varie coperture – per esempio, quelle delle telecamere onboard – e via dicendo.

Qualche piccola eccezione c’è. Nei componenti più delicati per l’aerodinamica, quindi le ali e il fondo, ci sono una serie di inserti metallici che servono ad evitare flessioni eccessive. Sì, perchè se il fondo flette ti sballa tutta l’aerodinamica e l’auto diventa uno schifo.

C’è poi il famigerato plank, l’incubo della Ferrari 2025. La tavola sotto al fondo che viene misurata dalla FIA per evitare che le monoposto girino troppo basse. Ecco, questa tavola sembra legno, decenni fa era davvero di legno, ma oggi non è legno ma fatta di resine. E poi ci sono degli inserti, i pattini, realizzati in titanio.

Negli ultimi anni, i team hanno anche sperimentato l’utilizzo di alcuni componenti realizzati con l’Additive Manufacturing (stampa 3D).

Ad esempio, gli sfoghi delle prese dei freni, che ti serve dover cambiare spesso per adattarti alle temperature e alle piste, possono essere realizzati mediante stampa 3D, così da risparmiare tempo e costi rispetto al carbonio.

Continuiamo il nostro viaggio alla scoperta dei vari materiali della monoposto passando alle ruote.

Anzitutto, la sospensione è formata da una combinazione di elementi. I braccetti veri e propri, sono in carbonio vero? No! Ce l’aveva spiegato Piola nell’intervista. Quelle sono solo rivestimenti aerodinamici. I veri bracci, quelli che reggono i carichi, devono essere costruiti in leghe metalliche ben precise, a base di titanio o alluminio.

Discorso simile per lo sterzo, che però può essere costruito in qualunque lega metallica.

Gli organi interni della sospensione, tra molle e smorzatori, sono classici, quindi leghe metalliche e fluidi smorzanti, che cambiano di squadra in squadra.

Passando al corner ruota vero e proprio, abbiamo i cerchi in magnesio, le cover dei cerchi in materiale plastico e le gomme Pirelli che sono un mix di… polimeri, per la gomma vera e propria, e varie leghe metalliche per la carcassa. Ce l’aveva raccontato Mario Isola nel Naska-Tech Show che trovate sempre in questa sezione Premium.

Un altro episodio dello show l’abbiamo realizzato con Brembo. I dischi dei freni e le pastiglie sono in carbonio-carbonio, come vi ho raccontato prima. Ma ci sono tanti tipi di carbonio-carbonio, tante composizioni: quest’anno, per migliorare il feeling dei piloti in frenata, la Ferrari ha introdotto nuove pastiglie al posteriore, con una composizione del materiale leggermente diversa.

Le pinze freno sono in lega metallica a base di alluminio. Il fluido dei freni è libero. Così come sono liberi tutti i fluidi dell’idraulica, dal comando del DRS al servosterzo. Tutti i tubi dell’impianto idraulico sono in leghe metalliche e polimeri. I materiali delle varie guarnizioni sono anch’essi liberi.

Lo scheletro della monoposto è il telaio. Lì dentro c’è un componente molto importante, fatto al 70% di acqua, con un formidabile impianto elettrico, fibre muscolari e ossa: il pilota. Direi la parte più importante della monoposto.

Trovate tanti video sul canale dove vi racconto dell’abbigliamento utilizzato da noi piloti, dal casco alla tuta, grazia a Freem o Arai.

Il telaio, la scocca vera e propria, è in materiale composito con fibra di carbonio. Anche qui, ci sono vari inserti realizzati con leghe metalliche, per esempio la piastra d’attacco del piantone dello sterzo, anche lui realizzato in leghe metalliche, o i pedali o ancora il roll-hoop che salva il pilota in caso di ribaltamento.

Ci sono poi le strutture antintrusione, che proteggono il pilota dagli impatti laterali – in realtà, ce ne sono anche nel musetto e dietro al cambio -. Questi componenti hanno un mix di polimeri e fibre che ricordano da molto lontano il cotone, e servono ad assorbire l’energia degli impatti.

L’altra struttura di sicurezza che tutti conosciamo è l’halo, che protegge la testa del pilota. La base è in titanio con una copertura realizzata dalle squadre in carbonio.

Anche il sedile dei piloti è in materiali compositi con fibra di carbonio, seppur qualche test a base di fibre naturali sia stato eseguito da McLaren.

Il volante è principalmente in carbonio, con lo schermo a Led e vari componenti elettronici al suo interno.

A proposito di elettronica e sistema elettrico, i team di F1 impiegano cavi di standard aeronautico, in lega di rame con applicazioni in argento puro per i componenti più delicati. Vi ricordo che, in materia di componenti elettriche ed elettroniche, non ci sono grandi limitazioni nei materiali utilizzabili.

Molto interessante è l’utilizzo di software di ottimizzazione per la topologia dei cavi, quindi come sono disposti nella monoposto. Pensate che in una F1 ci sono oltre 2.4km di cavi; quindi, disporli in maniera intelligente fa risparmiare peso e spazio.

Inoltre, devono essere schermati benissimo dai disturbi elettromagnetici, per evitare errori di lettura dei sensori. Cioè? In che senso? Nel 2008 qualcuno forse si ricorda che Webber perse il cambio a Singapore? Sapete cosa accadde? Ci fu un disturbo magnetico dato dal passaggio della metropolitana! Allucinante…perdi una gara per colpa della metro che passa lì vicino.

Prima di arrivare al cuore della monoposto, la Power Unit, studiamo i componenti che le stanno intorno.

Ci sono anzitutto cambio e differenziale. Il rivestimento più esterno, dove si attaccano parte di bracci della sospensione posteriore, è in carbonio, mentre la cassetta vera e propria è in lega metallica, solitamente a base di titanio. Le ruote dentate vere e proprie devono essere per forza in acciaio.

L’altro componente fondamentale per il funzionamento della Power Unit è l’impianto di raffreddamento.

I vari radiatori sono tutti realizzati con leghe metalliche. Si va dalla classica forma di un radiatore comune, fino ai più avanzati intercooler utilizzati da Mercedes o Ferrari. Giuro, non vi prendo in giro, Ferrari e Mercedes usano da anni un intercooler aria-acqua che si ispira agli scambiatori di calore utilizzati nei razzi. Esatto, nei razzi.

Chiaramente, se sono necessari inserti o contenitori dei radiatori, solitamente sono in materiale composito.

Un dettaglio molto interessante riguarda i liquidi di raffreddamento veri e propri. Sono  molto simili a quelli che mettiamo nelle nostre auto, chiaramente con dei componenti chimici che li rendono più raffinati e costosi.

Vi racconto un aneddoto. Nel 2019 la Mercedes aveva la monoposto più forte di tutte, ma c’era un difetto. Il sistema di raffreddamento era sottodimensionato. Troppo piccolo. Per l’anno dopo, sapete cosa fecero i motoristi? Secondo voi, disegnarono radiatori più grandi a discapito dell’aerodinamica? Certo che no. Lavorarono solo per ottimizzarli, e tra i vari miglioramenti, introdussero un liquido di raffreddamento capace di raggiungere picchi di temperatura 4°C superiori alla precedente versione.

Così facendo, il liquido catturava più calore dal motore e, a parità di dimensioni dei radiatori, il sistema raffredda meglio!

Infine, passiamo ai materiali che compongono la Power Unit. Vi ho già parlato delle benzine nel Naska-Tech Show, mentre gli olii motore sono abbastanza simili a quelli che possiamo comprare al supermercato. Chiaramente, il regolamento permette una qualità altissima ma vieta composizioni troppo esotiche.

Qualche limitazione abbastanza importante nei materiali utilizzabili c’è, soprattutto nel V6 termico. I pistoni devono essere per forza in acciaio, con le bielle in acciaio o titanio e ricavate dal pieno. Gli alberi a camme devono per forza impiegare l’acciaio, mentre le valvole sono l’unica eccezione per la quale è valido l’utilizzo di materiali intermetallici come l’alluminio di titanio. Turbina e scarichi devono essere costruiti con superleghe come l’Inconel, mentre la girante del compressore deve per forza essere di alluminio.

Anche per la Power Unit, ci sono varie limitazioni nell’utilizzo di materiali preziosi o di metalli pericolosi come il berillio, il tungsteno o il magnesio.

C’è molta libertà nella costruzione dei motori elettrici, e soprattutto delle batterie: le celle delle batterie stesse, ad esempio, sono uno dei pochi componenti dove c’è totale libertà nell’utilizzo di nanomateriali. Se vi ricordate, nella serie della Power Unit vi avevo raccontato del nano carbonio presente nelle batterie della Honda; ecco, queste chicche incredibili saranno ancora permesse!

Questa era una panoramica dei materiali di cui è fatta una F1. Al prossimo articolo della sezione Premium!

Alberto Naska e Luca Ruocco.