EL ENCANTO DEL AIRE COMPRIMIDO

Por mucho que nos guste el motor de pistones, lo cierto es que, como máquina para convertir energía en fuerza, es muy ineficiente. Un motor moderno, con inyección electrónica directa y turbocompresor (de gasolina o Diesel) puede convertir en trabajo alrededor del 40 por ciento de la energía que utiliza. Pero eso solo ocurre en unas condiciones de carga y de régimen que no se pueden mantener de forma constante en carretera. En condiciones reales de utilización y dentro de un ciclo mixto de carretera y ciudad, el rendimiento está alrededor del 10 por ciento. El resto del calor que genera la combustión se pierde, principalmente por el sistema de refrigeración y por el escape.

Un método para mejorar el rendimiento es meter una carga (cantidad de aire y carburante) relativamente grande en un motor relativamente pequeño. Es decir, conseguir que en un motor de cilindrada baja pueda entrar la misma carga que en uno de cilindrada más alta. Los primeros motores experimentales con compresor son incluso anteriores al automóvil y las primeras aplicaciones en coches de competición, anteriores a 1910. En 1921, Daimler presentó dos modelos, 6/25 HP y 10/40 HP, con un cuatro cilindros sobrealimentado, la primera aplicación comercial de esta técnica. Gracias al compresor, de tipo Roots, lograban un incremento de potencia del 50 % con relación a las versiones atmosféricas.

El compresor Roots se concibió inicialmente como una bomba de aire para todo uso (por ejemplo, para minas) y la Roots Blower Company lo fabricaba desde 1860. Hubo otros diseños de compresor a principios del siglo XX y dos de los más originales fueron el que ahora llamamos «compresor G» y el turbocompresor, ambos patentados en 1905, el turbocompresor por Alfred Büchi y el compresor G por Léon Creux.

El compresor G, como el Roots y otros tipos, se llama «volumétrico» porque lo que hace es contener el aire en un lugar cuyo volumen se reduce (y, por tanto, aumenta su presión). Para eso, un compresor volumétrico tiene un elemento fijo y uno o varios elementos móviles, que son los que reducen el volumen. En el tipo G, esos dos elementos son espirales intercaladas, donde la parte móvil va comprimiendo el aire por un giro excéntrico. Otro tipo de compresor es el «centrífugo», como el que tiene un turbocompresor. No reduce el volumen del gas, sino que lo acelera.

El principal inconveniente de un turbocompresor es que, a diferencia del volumétrico, su presión no aumenta proporcionalmente a su régimen de giro. De hecho, para que la presión esté dentro del nivel requerido, necesita girar a un régimen próximo al máximo. Es lo que causa el «retraso de respuesta»: hasta que no alcanza un régimen muy alto, la presión que suministra es muy escasa.

Los compresores volumétricos y algunos centrífugos tomaban el movimiento del cigüeñal, generalmente mediante una correa. Es decir, en cierta medida consumían potencia del motor. La genialidad del turbocompresor es que utiliza parte de la energía que el motor pierde por el escape. Al final de la carrera de expansión, el gas todavía está a una presión mayor que la atmosférica y, además, aún se está expandiendo por el efecto del calor de la combustión. La turbina aprovecha esa energía residual para mover, gratis, el compresor.

Cuando se patentaron el compresor G y el turbo, la industria no tenía capacidad para fabricarlos en serie. Sin embargo, el desarrollo de la aviación durante la Guerra Europea aumentó el interés por el turbocompresor. Ganar altitud era una ventaja definitiva, pero los motores perdían potencia con la disminución de presión atmosférica. Esa dificultad se solucionaba con el turbocompresor, también conocido como «corrector de altura». En un avión, los cambios de carga del motor no son ni tan frecuentes ni tan bruscos como en un coche.

El compresor G tenía ventajas comparado con otros volumétricos, como una buena eficiencia y un ruido escaso. Pero, para funcionar bien, dependía de que la parte móvil llegara a estar muy cerca de la fija y eso resultaba mucho más difícil de conseguir que con otros tipos de compresores. Volkswagen comenzó a usarlo en el Polo G40 convencida de que tendría un coste y una fiabilidad muy superiores al turbo, pero no fue así. Sus partes móviles sufrían un desgaste que disminuía el rendimiento e incluso provocaba roturas. Volkswagen dejó de usarlo y, desde entonces, hay varias compañías que ofrecen kits para reemplazarlo por otro tipo de compresor.

LA IDEA DE UTILIZAR UN COMPRESOR EN EL MOTOR ES INCLUSO ANTERIOR AL AUTOMÓVIL