Un estudio apunta a incrementar la eficiencia de los motores flex

La investigación tuvo una participación destacada en el Leeds-Lyon Symposium on Tribology, uno de los principales eventos mundiales del sector

Por José Tadeu Arantes  |  Agência FAPESP – La optimización de los motores de combustible flexible se ha convertido en un urgente reto tecnológico en momentos en que el etanol para vehículos se afirma cada vez más como alternativa, con la mira puesta en la disminución de las emisiones de CO₂ y otros contaminantes.

En Brasil, casi el 90% de los vehículos livianos patentados en 2014 disponía de la tecnología de combustible flexible. Y aunque de manera menos vigorosa, la transición de los combustibles fósiles a los biocombustibles está en marcha en muchos otros países, fundamentalmente a través del aumento del porcentaje de etanol que se le añade a la gasolina.

En ese marco, los trabajos que presentaron investigadores brasileños en el Leeds-Lyon Symposium on Tribology (LLST) de 2015 mostraron de qué modo el país ha avanzado en el estudio de los impactos de los biocombustibles sobre los motores. “El Laboratorio de Fenómenos de Superficie [LFS] de la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo [Poli-USP] es actualmente uno de los centros de investigación líderes en el sector”, dijo Tiago Cousseau, uno de los investigadores del LFS presentes en el LLST, en declaraciones a Agência FAPESP.

Además de tres trabajos del LFS (uno de ellos en colaboración con la Universidad de Halmstad, en Suecia), se presentaron en el encuentro dos trabajos de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte (UFRGN). El Leeds-Lyon es considerado uno de los congresos más tradicionales y respetados del área. La edición de 2015 reunió a más de 300 investigadores de diversos países.

Las investigaciones del LFS cuentan con el apoyo de la FAPESP en el marco del proyecto intitulado “Desafíos tribológicos en motores de combustible flexible”, integrado a los programas de Investigaciones en Bioenergía (BIOEN) y de Investigación en Asociación para la Innovación Tecnológica (PITE). Las instituciones socias en el proyecto son Petrobras, las automovilísticas Fiat, Renault y Volkswagen, las empresas de autopartes Mahle y Tupy, la Universidad de Campinas (Unicamp) y la Universidad Federal del ABC (UFABC), aparte de la propia USP.

“El enfoque del LFS ha recaído esencialmente sobre la disminución de la pérdida de eficiencia de los motores causada por el rozamiento y por el desgaste de los componentes. Esto está relacionado con la geometría de las piezas y también con su microgeometría, definida por la operación de mecanizado denominada bruñido”, afirmó el ingeniero Amilton Sinatora, profesor titular de la Escuela Politécnica de la USP y coordinador del proyecto.

No se trata dicha operación de un simple pulido, pues en determinadas zonas del trayecto del pistón, el pulido excesivo puede perjudicar la acción de los aditivos de los lubricantes. Lo que los investigadores del LFS hacen es controlar el proceso de mecanizado observando la topografía de la pieza a una escala de tamaño de dos décimas de micrón. “Por cada área existe una rugosidad, un acabado adecuado. El pulido no debe ser homogéneo ni desde el punto de vista espacial ni tampoco desde el punto de vista temporal. Al comienzo de la vida útil del motor, es necesario que exista una mayor rugosidad. En el decurso del funcionamiento, esa rugosidad disminuye naturalmente y su importancia también disminuye”, informó Sinatora.

Debido a la necesidad de disminuir el consumo de energía, existe una tendencia mundial inexorable a producir lubricantes cada vez menos viscosos. Con una menor viscosidad, el motor trabaja más, a la vez que consume menos combustible. “Pero es necesario determinar los aditivos apropiados para esa nueva generación de lubricantes. Y éste es otro subtema que estudiamos”, prosiguió Sinatora.

Asimismo, en el caso de los motores de combustible flexible, existe una peculiaridad que debe tenerse en cuenta: se trata del agua presente en el etanol, en un porcentaje del 5%. Dicha agua, junto al propio etanol, “lava” las superficies de los componentes y se lleva así los aditivos que depositan los lubricantes. “La película de aditivos, a la que denominamos ‘tribopelícula’, es removida por el etanol o incluso por la gasolina consumida en Brasil, la cual, según la legislación, puede contener hasta un 27% de etanol. Al trabajar con geometría y microgeometría de componentes y con formulación de lubricantes, apuntamos por distintas vías a minimizar los inconvenientes y mejorar el desempeño de los motores”, añadió Cousseau.

Debido a que se lleva adelante en colaboración con empresas automovilísticas competidoras, no le compete al proyecto “Desafíos tribológicos en motores de combustible flexible” producir tecnología aplicable (know how). Sus investigaciones se orientan hacia el conocimiento de los fundamentos (know why), que cada empresa asociada podrá después utilizar en el desarrollo de sus propios procesos y productos.