Cómo un buen diseño de la cámara de combustión permite reducir las emisiones

El corazón de un motor de combustión interna es la propia cámara de combustión, donde la energía se transforma para poder transmitirla a las ruedas. Allí se juntan el combustible, el aire y la chispa –en el caso de los gasolina–, explota e imprime el movimiento en el pistón. Se trata de un proceso muy estudiado, actualizado y mejorado constantemente. Una de las últimas novedades más importantes fue el lanzamiento de las mecánicas Skyactiv–X de Mazda.

Los residuos que quedan de esta explosión son las emisiones, que se expulsan a través del sistema de escape hacia la atmósfera. Por supuesto, un buen diseño de la misma es clave para aprovechar al máximo la potencia que puede ofrecer, pero igualmente hay ciertas medidas que ayudan de manera directa a reducir la carga contaminante de estas emisiones, concretamente, las que se refieren a los óxidos de nitrógeno y los hidrocarburos.

La primera medida que se busca es la de crear una buena turbulencia a la entrada de la cámara. Cuanto más turbulento es el flujo a la entrada, la mezcla de combustible y aire es más homogénea y ayuda a que el frente de llama se distribuya mejor por todo el volumen. Ello ayuda a que se consuma una mayor cantidad de combustible y, por ende, se reducen las emisiones de los hidrocarburos.

Otra medida que se ha de tener en cuenta es la de evitar las detonaciones no controladas o antes de tiempo. Aparte de los estragos que pueda causar de por sí –como el picado de biela–, estos ''puntos calientes'' elevan la temperatura de la cámara, lo que lleva a elevar las emisiones de óxidos de nitrógeno de manera directa.

Un punto también importante a tener en cuenta en este campo es la de crear una cámara lo más compacta posible. Si es demasiado grande, el calor escapará por las paredes y frenará el frente de llama. Sin embargo, una cámara pequeña resulta en menor cilindrada y, por tanto, en potencia. De modo que se ha de buscar el compromiso entre prestaciones y emisiones.

Directamente relacionado con el volumen se encuentra la relación entre carrera / diámetro del pistón. En el caso de ser elevada, tendremos un pistón con poca superficie y un frente de llama más homogéneo, se reducirán los hidrocarburos pero se elevarán los óxidos de nitrógeno. En un motor supercuadrado, aumentarán los hidrocarburos sin quemar.

Finalmente, podemos mencionar también la relación de compresión, conectada de manera directamente proporcional con la potencia erogada. Cuanto más elevada sea ésta, mayor será la temperatura del conjunto y mejor será la combustión de los hidrocarburos, amén de elevar las emisiones de Nox. Al bajar esta relación, como se ha mencionado, las prestaciones quedarán más mermadas por lo que, de nuevo, se ha de buscar un compromiso.