EL TURBO
Uno de los sistemas más utilizados es el turbo, a menudo también llamado turbocompresor, si bien, como ya hemos señalado, esto puede dar lugar a confusión en comparación con el compresor a secas.
El turbo es un conjunto mecánico de dos ventiladores, colocados en el interior de sendas carcasas, uno de los cuales es movido por los gases del escape cuando salen del motor y otro, que gira solidario a éste, que aspita aire del exterior y lo conduce al interior del motor. Hay que tener en cuenta que todas las piezas en movimiento suponen una pérdida de eficacia por fricción, temperatura, etcétera.

Esto significa que hasta que el motor no alcanza un cierto régimen de funcionamiento no se produce la entrada de una cantidad suficiente de aire para compensar la pérdida de energía ocasionada por el rozamiento de los dos ventiladores; además, este aire llega más caliente que el aire atmosférico, por el simple hecho que, al entrar forzado, sufre un calentamiento por fricción y, por lo tanto, está más dilatado, de modo que la proporción de oxígeno es menor. Ha de quedar muy claro que los gases del escape no vuelven a entrar al motor, pues no contienen aire útil, sino que sólo se utilizan para hacer girar uno de los dos ventiladores; el aumento de temperatura se genera sólo por fricción y por compresión. Puede suceder que lo que se ha ganado por la cantidad de aire insuflado se pierda en una parte por la peor proporción de oxígeno en el aire.

Este es también un aspecto importante, pues lo que en realidad necesita un motor convencional no es aire en el sentido estricto, sino oxígeno, y la proporción de oxígeno es mayor en el aire frío que en el aire caliente, como también lo es a nivel del mar con respecto a un lugar más alto, de ahí las diferencias que surgen cuando cambia la presión atmosférica o la temperatura de noche con respecto al día; casi todos nosotros hemos observado que los motores —coches, motos, embarcaciones...— parecen funcionar mejor de noche que de día. Por supuesto, van más de prisa, pero también consumen más...

Para mejorar la calidad del aire procedente del turbo se utiliza en muchos casos un sistema de refrigeración de este aire denominado intercooler, que lo enfría y contrae antes de empujarlo al interior de los cilindros; cuando este sistema de enfriamiento -un serpentín por el que circula un líquido que a su vez es enfriado por agua de mar- se sitúa antes del ventilador del turbo se denomina intercooler, pero si está después del ventilador se llama aftercooler.

Con frecuencia se dice que el motor gana en rendimiento cuando “entra el turbo”, pero el turbo está siempre funcionando, lo que sucede a determinadas vueltas es que se percibe la eficacia del turbo, con un aumento del régimen o de la velocidad. En cada tipo de motor esto sucede a un número distinto de vueltas pero rara vez por debajo de las 1.800 revoluciones.

EL COMPRESOR
Los compresores son el sistema más antiguo para aumentar la entrada de aire al motor, pero fueron apartados por la industria porque, al contrario de lo que sucede con el turbo, el compresor está vinculado directamente al cigüeñal, y su aplicación también restaba energía hasta que se consiguieron los elementos tecnológicos que consiguiesen compensar estas pérdidas. Su aplicación práctica se produjo a partir de la década de los años 1980 para su aplicación en la automoción.

La diferencia con el turbo consiste en la inmediatez del compresor, que es eficaz en cuanto el cigüeñal empieza a girar, de modo que no requiere una velocidad mínima para que se perciba su intervención; suministra una provisión adicional de aire que permite aprovechar todo el combustible y disponer de toda la potencia necesaria a todos los regimenes de forma progresiva, pues el compresor siempre está en funcionamiento y ofrece una respuesta instantánea a la aceleración o desaceleración. Aumenta o disminuye conforme lo hace el régimen del motor, cosa que no sucede con el turbo, que sólo es eficaz cuando los gases del escape alcanzan la fuerza suficiente para compensar las pérdidas por rozamiento de las piezas. Al igual que sucede con el turbo, el compresor más habitual es un ventilador, un sistema de palas que empuja aire al interior de los cilindros; la diferencia está en el mecanismo utilizado para hacer girar el ventilador, que no es el aire del escape sino una correa o un engranaje vinculado al cigüeñal.

Puesto que estos sistemas se incorporan con frecuencia en los motores diésel, y estos motores tienen un régimen de funcionamiento bastante bajo, suele suceder que entre el cigüeñal y el eje del ventilador o compresor se tiene que montar un engranaje que multiplica el número de vueltas, con la finalidad de capturar la cantidad de aire suficiente y conseguir la necesaria velocidad para que llegue al interior de los cilindros en cantidad suficiente. Algunos sistemas pueden llegar a girar a 150.000 vueltas, lo que hace necesario un sistema añadido de refrigeración por aceite, debido a las altas temperaturas que se alcanzan; algunos motores necesitan seguir girando a bajo régimen después de haber estado en funcionamiento para que el aceite siga fluyendo girando por el motor y evitar averías por sobrecalentamiento.

Si en lugar de utilizar un ventilador accionado por el cigüeñal, se utiliza también un pistón para comprimir el aire antes de introducirlo en los cilindros se denomina al mecanismo como compresor volumétrico, pero existen numerosos sistemas y patentes en este sentido, de modo que el vocabulario empleado -y sus traducciones a distintos idiomas- no siempre es explicativo de la realidad, utilizándose indistintamente los términos turbo, turbocompresor, compresor y compresor volumétrico. “Turbo” y “turbocompresor” suele referirse al mismo mecanismo, pero es posible que el motor tenga a la vez turbo y compresor, como mecanismos distintos, en cuyo caso las palabras deberían estar separadas.
En el próximo número explicaremos las ventajas y desventajas de cada uno de estos sistemas y repasaremos la presencia en el mercado de cada uno de ellos, pero nos permitimos adelantar que algunos motores montan ambos.