¿Por qué los coches deportivos "petardean" al soltar el acelerador?

El estallido seco y repentino que emana del tubo de escape de un coche deportivo es difícil de confundir con otra cosa. El sonido es corto, brusco y, a menudo, va acompañado de un destello momentáneo de llamas en la punta del silenciador. Para algunos, es la estética característica del automovilismo; para otros, un motivo para reflexionar sobre el estado técnico del vehículo.

Surge una pregunta lógica: ¿por qué un coche "petardea" al revolucionarlo? ¿Es un signo de funcionamiento incorrecto del motor o el resultado de un ajuste de ingeniería consciente? La respuesta no es tan sencilla. Es más, en la mayoría de los modelos deportivos modernos, estos efectos acústicos no son una casualidad, sino el resultado de una calibración precisa de los sistemas de inyección de combustible y encendido.

Se denomina revolucionar a la acción de pisar brevemente el pedal del acelerador sin transmitir par al sistema de transmisión o con el embrague parcialmente desembragado. La mariposa se abre, el volumen de aire entrante aumenta y la unidad de control electrónico suministra más combustible. En una situación normal, la mezcla de aire y combustible se quema por completo en el cilindro: la presión aumenta, el pistón recibe un impulso y los gases de escape abandonan la cámara de combustión a través de la válvula de escape una vez finalizado el proceso de combustión principal.

Sin embargo, a altas revoluciones y con cambios bruscos en el modo de funcionamiento, las fases pueden desplazarse. Parte del combustible no tiene tiempo de oxidarse por completo dentro del cilindro. Si la mezcla se enriquece, algo característico de la aceleración dinámica y los ajustes deportivos, una cierta cantidad de hidrocarburos no quemados entra en el sistema de escape.

La temperatura del colector de escape y de la turbina (si el motor está equipado con turbocompresor) es extremadamente alta y a veces supera los 800 °C. Esto es suficiente para que los restos de combustible se enciendan fuera del cilindro. Se produce una postcombustión localizada de la mezcla en el sistema de escape: la presión aumenta brevemente, se produce una onda de choque y el conductor oye ese estallido. Desde el exterior, esto puede parecer un breve destello de llamas. No se trata de una explosión en el sentido cotidiano, sino de una rápida ignición de una mezcla de gases en un entorno caliente.

Un papel aparte lo desempeña el ángulo de avance del encendido. En los modos deportivos, algunos fabricantes lo desplazan intencionadamente hacia el retardo: la chispa se produce un poco más tarde que en los ajustes económicos estándar. Esta estrategia tiene dos objetivos. El primero es mantener alta la temperatura de la turbina al cambiar de marcha, lo que reduce el efecto del retraso de la turbina. El segundo es la formación de un efecto acústico característico.

Con el encendido retardado, el proceso de combustión se acerca parcialmente al momento de la apertura de la válvula de escape. La presión en el cilindro es menor y parte de la energía se escapa al sistema de escape junto con los gases calientes y el combustible residual, donde se produce la postcombustión. Este tipo de algoritmos se utilizan en las versiones deportivas de los coches de serie, incluidos los de la división M de BMW y los de AMG de Mercedes-Benz. El ajuste se implementa mediante software a través de la unidad de control del motor y no es un efecto secundario aleatorio.

Un caso especial son los sistemas anti-lag, utilizados principalmente en el automovilismo, especialmente en los rallies. Su principio consiste en mantener el suministro de combustible al soltar el acelerador y desplazar el momento del encendido para que la combustión se produzca en el colector de escape delante de la turbina. La turbina sigue girando incluso sin carga del motor. El efecto es impresionante: fuertes "disparos" y lenguas de fuego. Pero las cargas térmicas y mecánicas en el colector de escape y el turbocompresor son extremas, los regímenes superan los normales. Por eso, el anti-lag completo apenas se utiliza en los coches civiles; a veces sólo se encuentra una imitación de software más suave, conocida como calibración pop and bang.

Existe la creencia generalizada de que estos estallidos son exclusivos de los motores turbo. Esto no es del todo cierto. Los motores deportivos atmosféricos con fases de distribución agresivas y mezcla enriquecida también son capaces de postcombustión en el escape, especialmente al cerrar bruscamente la mariposa a altas revoluciones. La superposición de válvulas aumenta la probabilidad de que parte de la mezcla no quemada entre en el sistema de escape, y la alta temperatura del colector completa el proceso.

Hay que distinguir entre la postcombustión controlada y los signos de mal funcionamiento. En una versión deportiva de un coche, los estallidos pueden ser normales: el fabricante tiene en cuenta las cargas térmicas, la resistencia de los elementos del sistema de escape y la vida útil del convertidor catalítico. En un coche de serie normal, los disparos frecuentes pueden indicar problemas: ángulo de avance del encendido incorrecto, fallo de los sensores de oxígeno, fallos de encendido o fugas en el sistema de escape. En el primer caso, el efecto está integrado en los algoritmos de control; en el segundo, es consecuencia de desviaciones en el funcionamiento de los sistemas de inyección y encendido.

El volumen del sonido se explica por la física del proceso. La velocidad del frente de la llama durante la postcombustión en el sistema de escape es alta y el volumen de las tuberías es limitado. Se forma una onda de choque y la carcasa metálica del silenciador empieza a funcionar como resonador. Cuanto menos complejo sea el sistema de supresión de ruido y cuanto más directa sea la construcción, más claro y nítido será el estallido. Por el contrario, los sistemas de escape multicámara estándar amortiguan eficazmente estos impulsos.

También deben tenerse en cuenta las restricciones reglamentarias: en algunos países, el nivel de ruido del escape está estrictamente regulado. Por esta razón, los fabricantes suelen limitar por software la intensidad de los "disparos" para determinados mercados, adaptando las calibraciones a los requisitos de la legislación local.