Dentro de todos los componentes que conforman el bloque motor del carro, el trabajo de los pistones es fundamental porque su funcionamiento es el que permite que el poder de la fuerza de la combustión dentro del cilindro se convierta posteriormente en el movimiento que anima las ruedas del automotor y permite su desplazamiento.
Los pistones, explicados de manera sencilla, son objetos metálicos con forma de cilindro que se desplazan hacia arriba y hacia abajo dentro de la cavidad de los cilindros del motor. Su principal función es convertir la energía generada por la combustión del combustible en movimiento lineal, lo que impulsa el giro del cigüeñal y, en última instancia, el giro de las ruedas. Estos componentes están construido con aleaciones de aluminio o aluminio-silicio, esta estructura de construcción le confiere a los pistones dos cualidades que son fundamentales en su funcionamiento: resistencia y ligereza, atributos necesarios para soportar las altas temperaturas y presiones a las que están expuestos en su trabajo al interior de la cámara de combustión.
En su diseño principal el pistón está compuesto por un cuerpo principal y un perno que se conecta a la biela y en su construcción se distinguen tres partes principales: la corona, la falda y los anillos. La corona es la parte superior y está expuesta a altas temperaturas y presiones. La falda es la porción alargada que se desliza en el cilindro. Los anillos se ubican en la corona y ayudan a sellar el espacio entre el pistón y el cilindro.
Los pistones están diseñados para sellar herméticamente el cilindro, permitiendo que el proceso de combustión tenga lugar de manera eficiente. En este proceso, el pistón desciende durante la carrera de admisión, permitiendo que la mezcla de aire y combustible ingrese al cilindro. Luego, durante la carrera de compresión, el pistón se eleva, comprimiendo la mezcla antes de la explosión. Finalmente, durante la carrera de potencia y escape, el pistón desciende nuevamente, expulsando los gases resultantes de la combustión.
A pesar de su robustez, los pistones pueden sufrir daños debido a un mal funcionamiento del motor, como sobrecalentamiento, falta de lubricación adecuada o acumulación de residuos de combustión. Esto puede resultar en deformaciones, desgastes prematuros o incluso fisuras, lo que puede comprometer seriamente el rendimiento del motor. Para evitar estos potenciales problemas es necesario que se mantenga una lubricación adecuada y un control regular de la temperatura del motor como factores claves para prevenir daños en los pistones.
En la era de la movilidad sostenible y la búsqueda de alternativas amigables con el medio ambiente que se está desarrollando en el mundo, y en la que Colombia, en el contexto latinoamericano, está jugando un papel importante medido por la venta de impulsados por energías diferentes a los combustibles fósiles o que combinan estos con otro tipo de «combustible»; los carros eléctricos han surgido como una de las soluciones más difundidas.
Aunque muchos aspectos contribuyen a la eficiencia de un vehículo eléctrico, su batería es el componente esencial para generar la energía que permite su rodamiento.
Desde Autotest queremos entregarles en este artículo algunos elementos básicos de este componente fundamental, con el objetivo de contribuir al conocimiento de estas nuevas formas de movilidad que poco a poco, pero de manera constante se consolidan en nuestro país y son una opción interesante, si bien aún un poco costosas, pero que con el paso del tiempo seguramente cada vez más asequibles y alimentarán las vitrinas no solo de carros 0 kilómetros, también entrarán en el mercado del usado.
Baterías, más de un tipo
Existen varios tipos de baterías utilizadas en carros eléctricos, cada una con sus propias ventajas y desventajas. Los dos tipos principales son las baterías de iones de litio y las baterías de estado sólido.
Baterías de iones de litio: estas son las baterías más comunes en la actualidad y se utilizan en la mayoría de los vehículos eléctricos. Ofrecen una alta densidad de energía, lo que significa que pueden almacenar mucha energía en un espacio relativamente pequeño. Además, son recargables y tienen una buena vida útil. No obstante, pueden ser costosas y tienden a degradarse con el tiempo.
Baterías de estado sólido: aunque aún se encuentran en etapas de desarrollo, las baterías de estado sólido prometen una mayor densidad de energía y una mayor durabilidad en comparación con las baterías de iones de litio. Estas baterías utilizan materiales sólidos en lugar de líquidos o polímeros, lo que las hace más seguras y menos propensas a la degradación. Sin embargo, todavía no son ampliamente utilizadas en la industria automotriz.
Así funcionan
Las baterías de los carros eléctricos funcionan de manera similar a las baterías convencionales, pero con algunas diferencias fundamentales. En esencia, una batería almacena energía química y la convierte en energía eléctrica para alimentar el motor eléctrico del vehículo. Esto es lo que sucede cuando usted se mueve en un carro eléctrico:
Almacenamiento de energía: las baterías almacenan energía en forma de iones, que se mueven entre dos electrodos. En las baterías de iones de litio, los electrodos suelen estar hechos de litio y otros materiales.
Carga y descarga: cuando el carro eléctrico se conecta a una fuente de alimentación, la batería se carga. Durante la carga, los iones se mueven desde el electrodo negativo (ánodo) hacia el electrodo positivo (cátodo). Cuando se requiere energía para impulsar el vehículo, los iones se desplazan desde el cátodo al ánodo, liberando energía eléctrica en el proceso.
Suministro de energía al motor eléctrico: la energía eléctrica producida por la batería se envía al motor eléctrico, que convierte la energía eléctrica en movimiento, permitiendo que el carro se mueva.
¿Cómo está conformada la batería?
Las baterías de carros eléctricos constan de varios componentes esenciales:
Celdas individuales: las baterías están formadas por muchas celdas individuales que contienen los electrodos y el electrolito, donde ocurre el proceso químico que almacena y libera energía.
Gestión térmica: las baterías deben mantenerse a una temperatura óptima para funcionar eficientemente. Los sistemas de gestión térmica garantizan que la temperatura se mantenga dentro de rangos seguros.
Sistema de gestión de la batería (BMS): el BMS supervisa y controla la carga, la descarga y la temperatura de las celdas individuales, prolongando la vida útil de la batería y garantizando un rendimiento óptimo.
Caja de protección: una carcasa protege las celdas de la batería de daños físicos y proporciona seguridad adicional.
Sus cuidados y mantenimiento
Una de las ventajas de las baterías en los carros eléctricos es que la labor de mantenimiento y cuidados preventivos es menor a la batería en un motor de combustión tradicional, pero sí hay que tener algunos cuidados y observar algunas recomendaciones para garantizar su funcionamiento y su vida útil.
Carga adecuada: evitar cargar la batería al 100% o dejarla descargarse por completo prolongará su vida útil. La mayoría de los fabricantes recomiendan mantener un nivel de carga entre el 20% y el 80%.
Mantenimiento del BMS: El sistema de gestión de la batería debe mantenerse en buen estado para garantizar un rendimiento óptimo. Es importante seguir las recomendaciones del fabricante para actualizaciones y revisiones periódicas.
Condiciones de temperatura: Evitar exposiciones extremas de temperatura es esencial. Las baterías funcionan mejor a temperaturas moderadas, y el exceso de calor o frío puede acortar su vida útil.
La vida útil de una batería de carro eléctrico varía según varios factores, como el tipo de batería, las condiciones de uso y el mantenimiento adecuado. En general, las baterías de iones de litio suelen durar entre 8 y 15 años o más. Los avances tecnológicos continúan mejorando la durabilidad de estas baterías, lo que aumentará seguramente su atractivo en términos de inversión a largo plazo en el momento de analizar la compra de un carro.
Cuando se habla de vehículos y cuando el potencial comprador se encuentra en el proceso de adquisición de su carro, nuevo o usado, uno de los términos que siempre surge en la conversación en torno a ese próximo vehículo es el de la cilindrada y los cilindros del carro.
El comprador, dependiendo del tipo de carro que esté buscando podrá escuchar que le ofrecen vehículos de tres, cuatro, seis, ocho, diez o doce cilindros. Y estos van asociados a la configuración de la arquitectura del bloque motor, ya sea en línea, en V, cilindros opuestos (motor bóxer) o en algunos vehículos de muy altas prestaciones hasta en configuración en W.
Tanto el número de cilindros como la capacidad volumétrica de estos, es decir que tanta cantidad de mezcla de aire y combustible pueden contener, determinan la potencia y rendimiento del automotor. A mayor número de cilindros y más capacidad en volumen, será mayor la potencia (claro, hablamos de sistemas que no contemplan la utilización de turbocompresores).
De manera sencilla podemos decir que los cilindros son unas cavidades ubicadas en el bloque motor que en su interior albergan los pistones y permiten que en ese espacio interno dichos pistones realicen el movimiento de subir y bajar (carrera) con la mezcla de aire y combustible que ingresa por las válvulas de admisión a estas cavidades y que, ya sea mediante la chispa de las bujías en los vehículos que utilizan gasolina, o por compresión en los autos diésel la mezcla se encienda y se desarrolle el proceso de combustión que produce la explosión que transmite la energía a través de mecanismos y piezas como las bielas y el cigüeñal para llevar finalmente el movimiento a las ruedas.
Para cumplir su función como cavidad en la que se desarrolla el proceso de combustión del carro, garantizando la estanqueidad de los gases y el control de las explosiones, los cilindros trabajan en un ambiente de muy alta temperatura, reacciones químicas generadas por la mezcla de aire y combustible y el alto impacto del proceso de combustión cuando se presenta la explosión dentro de la cámara; por eso estos elementos deben estar fabricados en material de muy alta resistencia a estas condiciones de trabajo. Es así como los cilindros suelen estar fabricados en aleaciones de aluminio o hierro fundido. Estos materiales son resistentes al calor y al desgaste, lo que es esencial debido a las condiciones extremas en las que operan.
La superficie interna de los cilindros es lo más lisa posible para facilitar el desplazamiento interno del pistón gracias a una adecuada lubricación proporcionada por el aceite motor y el trabajo de los anillos del pistón que evitan el contacto directo entre pistón y el interior del cilindro. Los cilindros pueden sufrir desgaste o daños debido a la acumulación de suciedad, falta de lubricación adecuada o problemas en los anillos del pistón. Esto puede manifestarse en una pérdida de potencia, ruidos anormales, consumo excesivo de aceite o humo en el escape.
Para mantener los cilindros en óptimas condiciones, es esencial cambiar regularmente el aceite del motor y muy importante tambien los filtros del motor, siguiendo los intervalos de mantenimiento recomendados por el fabricante. Evitar el sobrecalentamiento del motor y el uso de combustible de calidad o incluso evitar pautas de manejo como los arrancones o paradas bruscas son prácticas clave para prolongar su vida útil. En términos generales un vehículo operando bajo condiciones adecuadas y los mantenimientos correctos en tiempo puede contar con que su motor tenga una vida útil alrededor de los 250 mil kilómetros antes de una intervención o rectificación.
Cuando se habla de los diferentes elementos que hacen parte del carro se piensa en aquellos que cumplen las funciones esenciales que permiten el trabajo esencial del vehículo, desplazarse de un lado a otro como todos los componentes del bloque motor, las llantas y el sistema de tracción, la suspensión, baterías y sistema eléctrico. O también en aquellos que brindan protección y seguridad como frenos o la misma estructura del vehículo.
Pero no siempre se tiene en cuenta otros componentes que también cumplen una función importante pero a veces subestimada, y sin ellos, quizá rodar en las calles, especialmente en épocas de invierno y lluvias, no sería tan seguro. Se trata de las plumillas limpiaparabrisas.
Las plumillas limpiaparabrisas son un componente crítico para una conducción segura. Mantienen una visión clara del camino, lo que es esencial para evitar accidentes. En condiciones climáticas adversas, como lluvia intensa o nieve, la visibilidad puede disminuir rápidamente si las plumillas no funcionan correctamente. Esto aumenta el riesgo de colisiones y hace que las plumillas sean un elemento de seguridad no negociable.
Como en muchos elementos que componen el vehículo o que contribuyen para una conducción segura sus orígenes se deben buscar en los primeros años de los automóviles, pero su desarrollo y evolución más importante se da varias décadas después. En el caso de las plumillas, la historia de los carros señala que a finales del siglo XIX una mujer, Mary Anderson, desarrollo un dispositivo que consistía en una palanca y una cuchilla de goma que se operaba manualmente. Sin embargo, no fue hasta la década de 1960 que se introdujo el diseño fundamental de plumilla limpiaparabrisas que se conoce y utiliza en la actualidad. Estas plumillas se componen de una hoja de goma de alto rendimiento montada en un brazo que se mueve de lado a lado, eliminando la lluvia, la nieve y otros desechos del parabrisas de manera efectiva.
Funcionamiento de las Plumillas
Pero las plumillas limpiaparabrisas que hoy día se instalan en los vehículos son mucho más que simples hojas de goma. Están diseñadas para operar eficientemente en una variedad de condiciones climáticas, desde lluvias ligeras hasta tormentas intensas. Utilizan un motor eléctrico para mover el brazo de la plumilla en un patrón oscilante, barriendo el agua y otros desechos hacia los lados del parabrisas y fuera del campo de visión del conductor. Algunos modelos más avanzados incluso ajustan la velocidad y la presión en función de la cantidad de lluvia detectada por sensores. Y no tienen que esperar que sea la voluntad del conductor la que las ponga en funcionamiento, esos mismos sensores posibilitan que una vez se detecta la lluvia golpeando sobre el parabrisas se activen como factor de seguridad permitiendo la visibilidad.
Las hojas de goma de las plumillas limpiaparabrisas modernas están hechas de compuestos de caucho de alta calidad, como el caucho de silicona o el caucho de grafito. Estos materiales son resistentes a la abrasión y las fluctuaciones de temperatura, lo que prolonga la vida útil de las plumillas y mejora su rendimiento.
Mantenimiento y Reemplazo
El mantenimiento adecuado de las plumillas limpiaparabrisas es esencial para garantizar su eficacia. Deben limpiarse regularmente con un paño húmedo y limpiadores específicos para mantener la goma en buen estado. Además, es fundamental reemplazar las plumillas desgastadas o dañadas a tiempo. Como regla general, se recomienda cambiar las plumillas cada 12 meses o cuando muestren signos evidentes de desgaste, como rayas, saltos o falta de limpieza efectiva.
Siempre que entramos a una estación de servicio, a una bomba de gasolina, la pregunta del encargado de surtir el combustible es “corriente o extra”, para referirse al tipo de combustible que queremos cargar en el tanque del vehículo.
Y aunque en el imaginario popular la diferencia entre una y otra se refiere a la calidad del combustible, lo que también se refleja en precio; la realidad es mucho más profunda, porque si bien una y otra pueden ser de buena calidad, lo realmente importante es si el combustible elegido es el ideal para un funcionamiento óptimo y eficiente del carro.
Ambas son de calidad, ¿entonces cuál es la diferencia?
La elección que realmente permita tanquear con el combustible adecuado debe estar basada en la medida del octanaje. El octanaje de los combustibles es una especificación técnica crucial que todos los propietarios de vehículos deben entender para garantizar un rendimiento óptimo de sus motores.
Hablar de octanaje en un tipo de combustible es referirse a la capacidad antidetonante del mismo, es decir, su resistencia a la detonación prematura en el motor cuando se desarrolla el proceso de combustión en las cámaras. Esta medición se expresa mediante un número, el octano, que se utiliza para calificar la calidad del combustible. Un combustible con un alto octanaje tiene una mayor resistencia a la detonación, mientras que uno con bajo octanaje es más propenso a la detonación temprana.
¿Un combustible alto nivel de octanos es bueno, y uno con bajo nivel de octanos es malo? No. Lo que puede ser malo para el ideal funcionamiento del carro es elegir de manera incorrecta el tipo de combustible que requiere el automotor.
En Colombia la regla general es que la denominada gasolina corriente esta en el orden de los 87 octanos. Por su parte los comercializadores de combustibles hablan de gasolina extra cuando está tiene una medida a partir de los 92 octanos.
El desempeño del motor
El octanaje influye en el desempeño de un automóvil de varias maneras. Los motores de alto rendimiento o con relaciones de compresión más altas- es decir de 9.5:1 o más- suelen requerir combustibles de mayor octanaje para evitar la detonación prematura. Utilizar el octanaje correcto garantiza una combustión suave y eficiente, lo que se traduce en un mejor rendimiento, mayor potencia y un menor consumo de combustible.
Cuando se usa un combustible de bajo octanaje en un motor que requiere un octanaje más alto, se experimenta una pérdida de potencia al momento de conducir, un aumento en las emisiones y un rendimiento deficiente en general. El motor puede experimentar sacudidas y ruidos anormales debido a la detonación. Utilizar un combustible con un octanaje incorrecto puede tener consecuencias negativas, como la detonación del motor, también conocida como «golpeteo o cascabeleo». Esto puede dañar seriamente el motor y reducir su vida útil.
Pero tampoco es recomendable utilizar un combustible con un alto nivel de octanaje, si el fabricante no lo exige porque el diseño y tipo de motor no lo requieren, aunque muchos piensen que esto beneficiará al vehículo. Al cargar gasolina de alto octanaje en este tipo de motores, el propietario del vehículo lo que hará es gastar de manera innecesaria más dinero en combustible sin obtener beneficios adicionales apreciables en el rendimiento, el desempeño o la eficiencia; y puede sí, afectar el presupuesto destinado a la operación y mantenimiento del vehículo en el largo plazo.
Al momento de comprar un carro, nuevo o usado, pregunte o investigue en el manual, con otros usuarios o expertos en temas técnicos automotrices, como nuestro equipo de Autotest, cuál es el tipo de gasolina recomendada para ese vehículo y siempre tanquee en estaciones de servicio confiables en la que entregarán el producto adecuado y en la medida correcta.
Poer ultimo, no reemplace la gasolina extra con aditivos. Normalmente la mejora del octanaje esta ligada al uso de cantidades importantes de ellos, lo que los hace practicamente antieconomicos. en otros casos, sus propiedades mejoradoras, provienen del uso de productos derivados de metales, que al consumirse, terminan depositados en los catalizadores y causandoles deños graves y permanentes.
