Antes que nada, recordemos que lo más importante para un motor de combustión interna es trabajar con la más alta relación de compresión posible. Al incrementar la compresión se consigue más potencia, más torque y el combustible se usa de una manera más eficiente. En los motores sobrealimentados, la compresión efectiva es la combinación de la compresión dada por el pistón en la carrera de la compresión y la compresión otorgada por el turbo.
El problema es que uno no puede incrementar la compresión hasta donde se le de la gana, ya que cuando la relación es muy alta llega un punto en que la mezcla de aire y combustible se calienta tanto que se puede prender fuego por ella misma antes de que la bujía haga el chispazo. Si ocurre esto comenzarán a desencadenarse diferentes problemas que causarán la "muerte" del motor.
El problema es que uno no puede incrementar la compresión hasta donde se le de la gana, ya que cuando la relación es muy alta llega un punto en que la mezcla de aire y combustible se calienta tanto que se puede prender fuego por ella misma antes de que la bujía haga el chispazo. Si ocurre esto comenzarán a desencadenarse diferentes problemas que causarán la "muerte" del motor.
Para que lo mencionado anteriormente no pase, lo que hay que hacer es tratar de modificar el punto de encendido de la bujía. Es decir que tenemos que prender fuego la mezcla de aire y combustible antes de que esta se prenda fuego por sí misma. El problema con esto es que se pierde eficiencia y potencia.
En medio de este dilema estaba la gente de M-Sport y Cosworth cuando desarrollaron los motores del Ford Focus WRC. Fue ahí que se les ocurrió inyectar agua en el colector de admisión para bajar la temperatura efectiva de trabajo dentro del cilindro. Al inyectar agua en el colector de admisión, parte de la energía que se acumula cuando se lleva a cabo el proceso de compresión se dispersa en vaporizar ese agua que inyectamos. Esto reduce la energía disponible para calentar la mezcla y se "controla" la energía de la mezcla.
Gracias a este sistema de inyección de agua se puede incrementar la compresión y ganar más potencia, sin el riesgo de dañar el motor. Al mismo tiempo también se puede trabajar con una mayor presión efectiva en el turbocompresor durante todo el rango de revoluciones.
Otra ventaja de este sistema es que sirve para reducir el consumo y la formación de sustancias peligrosas como el óxido de nitrógeno (NOX). Al inyectarse agua, el aire se vuelve más frío y tiene una densidad mayor, esto aumenta el contenido de oxígeno en la cámara de combustión, lo que provoca una presión media más alta durante el proceso de combustión. Esto optimiza el rendimiento, el torque y reduce la formación de óxido de nitrógeno.
En medio de este dilema estaba la gente de M-Sport y Cosworth cuando desarrollaron los motores del Ford Focus WRC. Fue ahí que se les ocurrió inyectar agua en el colector de admisión para bajar la temperatura efectiva de trabajo dentro del cilindro. Al inyectar agua en el colector de admisión, parte de la energía que se acumula cuando se lleva a cabo el proceso de compresión se dispersa en vaporizar ese agua que inyectamos. Esto reduce la energía disponible para calentar la mezcla y se "controla" la energía de la mezcla.
Otra ventaja de este sistema es que sirve para reducir el consumo y la formación de sustancias peligrosas como el óxido de nitrógeno (NOX). Al inyectarse agua, el aire se vuelve más frío y tiene una densidad mayor, esto aumenta el contenido de oxígeno en la cámara de combustión, lo que provoca una presión media más alta durante el proceso de combustión. Esto optimiza el rendimiento, el torque y reduce la formación de óxido de nitrógeno.
Ahora bien, ¿puedo instalar este sistema en cualquier motor?. En principio la respuesta sería sí, pero es ridículo y no es recomendable. La ECU de los motores no está diseñada para trabajar con inyección de agua (salvo que lo traiga de serie como el BMW M4 GTS). Con lo cual deberías instalar una ECU especial programable que tenga en cuenta la inyección de gasolina, la inyección de agua y el punto de encendido. El problema de estas ECU específicas es que cuestan muchísima plata y además están prohibidas para ser usadas en autos de calle porque desactivan los sistemas de seguridad del auto. Otro dato a tener en cuenta es que se debe instalar un depósito de agua adicional para prevenir el riesgo de quedarse sin agua y destruir el motor.
En el caso de los autos que cuentan con la inyección de agua de serie, la ECU ya está parametrizada para poder controlar el nivel de agua del depósito y si el sistema llega a fallar, se reduce el nivel de compresión para evitar que el motor se rompa.
A continuación les dejamos un video que armó la gente de BMW, en el cual muestran como funciona la inyección de agua en el BMW M4 Coupé que hacía de Safety Car en el MotoGP.
