Sistemas de refrigeração
El calor generado por la combustión del gasóleo es lo que impulsa un motor, y por este motivo a estos motores se les denomina a veces «motores térmicos. Podemos medir teóricamente la cantidad de energía térmica contenida en el combustible que se quema, y la potencia desarrollada por el motor, para así determinar qué parte de la energía de entrada se convierte en energía mecánica de salida. A partir de ahí podemos determinar la eficiencia del motor. Existen varias formas de medir esta eficiencia, entre las que destacan el poder calorífico inferior (PCI) frente al poder calorífico superior (PCS), que a veces se utilizan en ambos lados del Atlántico (EE. UU. frente a la UE) y que producen resultados algo diferentes, pero para nuestros fines las diferencias no son importantes.
La eficiencia de nuestros motores diésel nunca supera el 40 % y, en la mayoría de los casos, se sitúa bastante por debajo de ese valor. Con cargas ligeras, puede ser inferior al 10 %. La energía «no utilizada» no desaparece, sino que se transforma principalmente en calor. Si permitiésemos que este calor se acumulase más allá de un cierto nivel, destruiría el motor.
El sistema de refrigeración hace circular agua alrededor de los cilindros
El mecanismo principal con el que contamos para eliminar el exceso de calor consiste en hacer circular agua alrededor de los cilindros y a través de la culata para así absorber el calor. En los motores más antiguos se utilizaba directamente agua de mar. Sin embargo, debido a los problemas de corrosión, todos los motores modernos utilizan lo que se conoce como un sistema de refrigeración por agua dulce.
El sistema de agua dulce extrae el calor del motor y, a continuación, nosotros extraemos el calor del sistema de agua dulce mediante un sistema de refrigeración por agua de mar. El sistema de agua de mar extrae agua fría del océano, absorbe el calor del sistema de agua dulce, y vierte el agua de mar, ahora calentada, de nuevo al océano. Se conoce como sistema de refrigeración por agua de mar.
Cuando se arranca el motor, queremos que se caliente lo más rápido posible. Esto se consigue haciendo que el circuito de agua de mar se desvíe del circuito de agua dulce mediante un bypass. En cuanto el motor alcanza su temperatura de funcionamiento, el circuito de agua de mar es entonces dirigido hacia el circuito de agua dulce, con el caudal necesario para mantener la temperatura de funcionamiento. Analizaremos en detalle los sistemas de refrigeración y su mantenimiento básico en otra lección.
Camisas de cilindro secas y húmedas
Con el paso del tiempo, los cilindros, los pistones, los cojinetes y otras piezas se desgastan. El desgaste de los pistones y de los cilindros provoca fugas de aire por los laterales de los pistones durante el ciclo de compresión. Esto reduce la presión de compresión, lo que a su vez reduce la temperatura de compresión hasta que ésta desciende por debajo de la temperatura de ignición del gasóleo. El motor se vuelve así cada vez más difícil de arrancar, especialmente en climas fríos (volveremos sobre este tema cuando lleguemos a la sección de resolución de problemas). Y por tanto es hora de realizar una revisión a fondo.
Hay dos tipos de camisas de cilindro, – húmedas and secas. Una camisa húmeda es una pieza separada del bloque de cilindros que se introduce dentro de él. El agua de refrigeración circula directamente alrededor del cilindro. Hay juntas tóricas en la parte superior e inferior del cilindro para evitar fugas. Estos cilindros son relativamente fáciles de reemplazar incluso sin sacar el motor del barco. Por otro lado, una camisa de cilindro seca se presiona dentro de un orificio mecanizado en el bloque de cilindros. Si esta se desgasta, no se puede reemplazar en el barco, pero se puede perforar a un tamaño ligeramente mayor y colocar un pistón sobredimensionado. Esta es una reparación importante y solo se puede realizar en un taller mecánico; para ello, el motor debe salir del barco.
Una camisa de cilindro húmeda es una pieza independiente y se puede sustituir con relativa facilidad
Una camisa de cilindro seca se encaja a presión de forma permanente en el bloque del motor y no se puede extraer
Todos nuestros motores diésel marinos pequeños tienen camisas de cilindro secas; las camisas de cilindro húmedas sólo se encuentran en motores diésel de mayor tamaño. Si un motor de mayor tamaño se utiliza hasta el punto de necesitar una revisión a fondo (como ocurre en muchas aplicaciones comerciales), las camisas de cilindro húmedas reducirán considerablemente el coste de la reconstrucción. Para la mayoría de nosotros, nuestros motores fallarán por motivos distintos al desgaste, en cuyo caso este aspecto es irrelevante.
Cabe señalar que el término «cilindro seco» es un nombre inapropiado, ya que también hay agua circulando alrededor del orificio mecanizado en el bloque de cilindros, aunque no directamente en contacto con la camisa seca introducida a presión en el bloque.