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     EDITORIAL 11/08/11   
 
El camino de los dinosaurios

¿SIGUEN LOS ACTUALES MOTORES EL CAMINO DE LOS DINOSAURIOS?

De la solución para la movilidad al “malo” de la película.


Desde hace algo así como un siglo hemos aceptado que quemar combustibles dentro de un motor de pistones, sea diesel o de gasolina es la única forma de que se muevan los automotores. Sin embargo en los últimos tiempos empezamos a escuchar palabras como: “catalizadores”, “gases contaminantes”, “ineficientes”, “escases de petróleo”, “híbrido”, “baterías de ión-litio”, “celdas de combustible”, “auto eléctrico”, “efecto invernadero”, por citar algunos. ¿Se aproxima el fin de los motores de pistón tal como los conocemos hasta ahora? ¿Y después qué?
 Los motores de pistón han evolucionado hasta límites inimaginables hace tres o cuatro décadas transformándose en verdaderas maravillas mecánicas, y sin embargo hoy están siendo demonizados y acusados de ser los principales culpables de casi todas las tragedias ecológicas y naturales del planeta: ¿Es tan así? ¿Y si son culpables cómo se presenta el futuro?
 Hoy quisiera introducirlo en algunos conceptos que habitualmente ignoramos, o mejor dicho conceptos de los que probablemente no tengamos una real dimensión. Si uno se pone a estudiar el tema concluye en que las exigencias que soporta un motor sin romper-se, configuran un verdadero milagro del ingenio humano.
 Partamos de la base que los archiconocidos motores de pistón que nos rodean por todas partes son, desde el punto de vista de su principio de funcionamiento, una auténtica locura mecánica. ¿Le sorprende que yo le diga esto? Se lo voy a fundamentar.

De cero a 100kph en 4 cm… y de 100kph a cero en otros 4cm.

¿A usted se le ocurriría desarrollar un mecanismo en el cual tenga que acelerar brutal-mente varios de sus componentes desde cero, hacerlos alcanzar 100 kph en 4 cm, volver a frenarlos en otros 4 cm, invertir la dirección de movimiento, y repetir esa operación a razón de 200 veces por segundo? ¿Se alcanza a imaginar el gasto de energía que esto significa, y las brutales fuerzas puestas en juego en un conjunto que pesa en el orden de medio kilo? Esto mismo multiplicado por cuatro es lo que pueden soportar los pistones y bielas en un motor de cuatro cilindros de 80 mm de carrera girando a 6000 rpm. Y que le cuento de un motor de F1 cuyos pistones alcanzan los 150 kph, se detienen y retroceden a razón de 600 veces por segundo, ¡es decir en un 0,0017 (diecisiete diez milésimas) de segundo!
 Sigamos con las comparaciones: ¿Usted se compraría una botella de cualquier bebida que le agrade, tiraría al piso dos tercios de su contenido, se tomaría el resto y se quedaría contento pensando que todo está bien? Eso es exactamente lo que sucede con cada litro de nafta que su motor consume: dos tercios de ese litro no serán aprovechados absolu-tamente para nada. Dada la ineficiencia de los motores de pistón esos dos tercios servirán solamente para calentar el universo. El mejor rendimiento que se puede esperar de un motor de encendido por chispa convencional es del orden del 37%.
 Y para que vamos a hablar de los productos de combustión, con que nos contaminamos alegremente. Aunque parezca increíble hemos fundamentado durante casi un siglo la mayor parte de nuestra movilidad con estos motores, y parecería que recién en los últimos años, como consecuencia de la creciente demanda de combustibles y de altísima contaminación resultante, nos estamos dando cuenta de estas cosas y comenzamos a buscar soluciones.

La manía del hombre de quemar cosas para obtener energía.
 
 La contaminación ambiental no es solo producto de los automóviles, en ella tiene mucho que ver también la manía que tenemos  los humanos de quemar cosas para obtener energía, y la irresponsabilidad con que se tratamos nuestro entorno natural. Resulta muy difícil de explicar por qué hemos mantenido tozudamente el camino del desarrollo de los motores de pistón conociendo sus particulares e ineficientes condiciones de funciona-miento. A la ineficiencia de los motores le debemos sumar que funcionan consumiendo una fuente de energía no renovable, el petróleo. Un auténtico disparate, pero quizás por allí justamente, pase parte de la explicación. Recién en estos últimos años parecería que empezamos a tomar en serio los combustibles alternativos, pero la resistencia a su gene-ralización sigue siendo durísima. Igualmente parecería que tendremos que convivir todavía unas dos o tres décadas con este tipo de motores, pero las soluciones alternativas ya están irreversiblemente en marcha.
 Realmente no creo que dentro de treinta años alguien se anime a quemar nafta para impulsar un vehículo. En realidad si continuamos tal como hasta ahora no creo tampoco que dentro de treinta años nuestro medio ambiente esté en condiciones de seguir resis-tiendo el bombardeo de gases producto de la combustión.
¿Por qué le cuento todo esto? Parecería que quién escribe estas líneas es el enemigo número uno de los motores de pistón, y nada más alejado de la realidad. Yo soy un ena-morado de ellos, a los que les he dedicado buena parte de mi vida, y son para mí un fas-cinante mundo que nunca se termina de conocer.
 El absurdo principio de funcionamiento en que se basan es probablemente la esencia de su desafío. Creo que quien más, quien menos, todos hemos tenido alguna pasión que sabemos es una fuente de conflictos, que nos genera más problemas que beneficios, que no se puede sustentar por el sentido común, y a la cual pese a todo seguimos aferrados. Con los motores de pistón me pasa algo así, y es probable que a usted también.
 Creo que asistimos a su última evolución, o por lo menos la lógica parece decir que es así, y es para mí una obligación moral irlo preparando para los cambios que sin duda vendrán. Nos guste o no irán desapareciendo estos calenturientos motores y cederán el paso a nue-vos y mas eficientes tipos de plantas impulsoras.
 
Sin embargo, viajar fuerte, sentir la aceleración, manejar alta potencia y doblar rá-pido seguirá siendo siempre una pasión.

La verdad, mi estimado amigo, es que nosotros somos enamorados de las cosas que andan rápido, y el día que tengamos vehículos con impulsión eléctrica, seguramente habrá alguien que desde estas páginas le estará explicando cómo hay que hacer para  pasar más amperaje, aumentar la tensión (voltaje) de trabajo de los motores o de un nuevo tipo de superconductor, y seguramente aparecerán quienes venderán acumuladores de mayor capacidad especiales para competición... Pero, mientras tanto seguiremos con lo actual. Los motores de pistón, pese a ser máquinas ineficientes, caprichosas e infernales, son también, y sin ninguna duda, apasionantes. Generan obsesión. Tan apasionantes que pueden llegar a trastornarlo. Se lo dice alguien que conoce sus virtudes y defectos, que jugó y disfrutó con ellos muchos años, y que finalmente ha recobrado parte de su sensatez por medio de la docencia y el periodismo.

¿Hacia dónde vamos?

 La pregunta que seguramente alguien se podría formular sería: ¿hacia dónde vamos? ¿Cómo serán las plantas impulsoras de nuestros futuros vehículos? Creo que por lo menos durante una década mas la configuración general de motores de cuatro tiempos, en ciclo Diesel u Otto, permanecerá razonablemente igual. Los motores serán cada vez mas chicos y eficientes, y los turbocompresores serán tan habituales como los pistones, pero el concepto de pistón que sube y permanecerá inalterable. Es muy probable que sean los diesel los de mayor avance, por lo menos en aquellos países que usamos vehículos del tipo europeo. Harán su aparición en serie lo motores HCCI (Homogenus Charge Compression Ignition) que son una especie de mezcla entre el diesel y el Otto. La tendencia será, indudablemente, a minimizar las emisiones a mejorar el consumo de combustible y a introducir definitivamente los combustibles alternativos, con especial énfasis en los bio-combustibles. No nos olvidemos que estamos inundando nuestra atmósfera con anhídrido carbónico (CO2) y que a riesgo de nuestra supervivencia algo urgente debemos hacer al respecto. La luz roja del aumento fuera de control del CO2  en nuestra atmósfera hace ya varia décadas años que está destellando, y los científicos se han aburrido de advertirnos sobre cuáles pueden ser las consecuencias de ello, pero sin embargo el mundo parecería padecer de sordera suicida.

El advenimiento del control electrónico digital ha permitido desarrollar procesos imposibles de controlar solo mecánicamente.

El advenimiento de la electrónica masiva en el control de la combustión en nuestros bien amados motores, ha contribuido mucho a reducir sus efectos colaterales nocivos, y sin duda seguirá aportando mejoras. La inyección de combustible controlada electrónicamente en particular, tanto para los motores diesel como para los de gasolina, ha sido y es el pilar de esta etapa de evolución. A la luz de las posibilidades que se presentan por medio del control electrónico asistido por ordenadores, se abre todo un nuevo horizonte de posi-bilidades y mejoras, pero la esencia del problema, generar energía por medio de la com-bustión de combustibles fósiles permanece inalterable. Es un problema de filosofía de evolución antes que de tecnología, y en el que sin duda subyacen gigantescos intereses económicos. Estoy absolutamente convencido que dentro de un par de siglos, nuestra cultura  energética y sus consecuencias para el medio y la humanidad será  muy severa-mente juzgada por la historia.

¿Por qué no han prosperado motores “diferentes” como el Wankel?

 Se han experimentado con mayor o menor fortuna infinidad de alternativas basadas en el principio de los motores de pistón y en el ciclo de cuatro tiempos. Cilindros con configura-ciones más o menos estrambóticas, motores rotativos con la forma y cantidad de rotores que a usted le guste, etc. etc., pero no han prosperado. Surge el interrogante del por qué no se han impuesto. Creo que la respuesta es relativamente simple: tiempo de evolución. Mientras que nuestro motor de pistones alternativo convencional ha sido desarrollado a  través de más de un siglo por infinidad de fabricantes con poderosos recursos económi-cos, y ha sido probado en centenares de millones de unidades, las otras alternativas, con muy pocas excepciones, han existido nada más que en el laboratorio. ¿Quién le parece que va a ganar?
 Muchas veces me han preguntado por qué no prosperó el motor Wankel, y mi respuesta ha sido que probablemente no se impuso debido a una cuestión de tiempo. Si el Wankel tuviera sobre sus espaldas setenta o cien años de desarrollo generalizado y experimenta-ción masiva, probablemente hoy día la pregunta sería por qué no evolucionó el motor de pistones alternativo, o quizás simplemente nadie se acordaría de preguntar por él.


¿Y el futuro?


 De todas formas esta semi apocalíptica visión del futuro no es tan así. Afortunadamente los grandes fabricantes son perfectamente conscientes de lo que está sucediendo y están tomando sus recaudos. Comenzando por los híbridos capaces de recuperar energía que hasta ahora desperdiciábamos, y siguiendo por vehículos eléctricos impulsado por celdas de hidrógeno, por baterías, o por una inmensa posibilidad de combinaciones entre baterías recargables, motores de combustión interna, celdas de combustibles y sistemas re-generativos la evolución continúa y los cambios serán radicales. Probablemente el tema pasará por motor eléctrico por rueda y a otra cosa. Chau caja de velocidades, de diferen-cial y de emisiones de CO2. Para el caso de las celdas de hidrógeno el producto de la combustión es agua, pura agua que no molesta a nadie, con excepción de aquello de “lo que mata es la humedad”. Le cuento que una “celda de combustible” es un dispositivo que funciona en base a un proceso de “combustión fría” de hidrógeno gaseoso, y que genera energía eléctrica en forma directa y con un rendimiento en todo el proceso que duplica holgadamente al mejor de los motores actuales de combustión interna. Obviamente la cosa no es tan sencilla como la describo, pero reitero que está siendo estudiada a fondo por mucha grandes terminales, esa y otras alternativas, sobre las que oportunamente retornaremos.

Volviendo a la actualidad.

 Volviendo a la actualidad, se nos presenta un tema sobre el que permanentemente insis-timos en Autotécnica y que excede al ámbito de los automotores: Debemos incentivar y agilizar el proceso de formación y actualización técnica y profesional, no solo en el rubro automotriz, debemos hacerlo en TODOS los rubros que hacen a la industria y al agro. Se nos viene encima una enorme ola de cambios en la educación, el cono-cimiento y la tecnología, está en nosotros ser arrollados por esa ola o montarnos en ella para crecer como una potencia emergente.

Un abrazo.
Ing. Alberto P. Garibaldi
 

 
 
 
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