Desde luego son componentes distintos; las bujías son esenciales en el funcionamiento del motor de ciclo Otto porque sin ellas no habría encendido ni giro motriz, mientras que los precalentadores sólo son necesarios para el arranque del motor diesel, luego, una vez en marcha ya prescinde de ellos al lograr la ignición por compresión. Pero tienen en común su espectacular aumento de duración en los últimos años.
Las bujías de los motores de gasolina han pasado de durar 25 ó 30 mil kilómetros hace tres décadas al doble como mínimo hoy, e incluso el triple. La razón es bien simple: la calidad exigida en el primer equipo, para lograr una combustión perfecta que asegure mínimo consumo y emisiones. Así, los plazos de sustitución han pasado de 40.000 a 60.000 km en los últimos diez años, y en algunos casos (bujías con electrodos de platino) pueden llegar a tener una vida útil similar a la de los calentadores diesel, de modo que su presencia no es ningún «hándicap» frente a los motores de gasóleo. Pero es que las bujías corrientes actuales de núcleo de cobre hacen sin problema los 40.000 km, y más de 60.000 si se trata de bujías de electrodo múltiple.
Las apariencias engañan.- Pese a que una bujía de un motor de hace un siglo sea hoy reconocible como tal, y que las actuales presenten a simple vista el mismo aspecto de las de hace medio siglo, su estructura ha cambiado mucho. Su cerámica aislante es más eficaz y los electrodos de hierro zincados y niquelados han pasado a la historia. Hoy pueden ser de hierro dulce por fuera, pero dentro llevan alma de cobre en el electrodo central, o también en el de masa (tecnología «doble cobre» con interior de cobre tanto en el electrodo central positivo que emite la chispa, como en el negativo de masa que la recibe). Y este estándar «doble cobre», que a principios del presente siglo se presentaba como novedad es hoy el normal, apenas algo más caro que el de hierro/cobre, compensado con creces por su mayor duración. Otra cosa son las bujías de electrodos con punta de platino (bien como botón final, bien como hilo conductor), bastante más caras, aunque justificadas en motores de alto rendimiento o que exigen una laboriosa sustitución debido al difícil emplazamiento de sus bujías.
La mejora de las bujías ha ido de la mano de las mejoras en la alimentación y encendido de los motores. Así las bujías se han adaptado a las nuevas condiciones, reduciendo su variedad (las condiciones térmicas de ignición en una alimentación por inyección indirecta son muy parecidas) como antes lo hizo su tamaño, pasando de las de cuello ancho (21 mm) a las de cuello estrecho (16 mm), con paso de rosca casi universal (1,1 mm). Hay otras medidas (12, 10 y hasta 8 mm de diámetro) pero en automóviles se ha impuesto la bujía de 16 mm de cuello, bien con rosca de 12,7 mm de largo (la «corta») o 19 mm, (la «larga», generalizada en los motores modernos) La reducción se extiende a los grados térmicos, asimilados mediante bujías de amplio espectro térmico, tanto por el uso de materiales de alta conductividad como por el tipo de electrodos utilizados (múltiples, de chispa deslizante al aire, etc). Los clásicos 4 grados térmicos para un mismo tipo (175, 225, 240 y 260, según la antigua escala Bosch que dividía las bujías en calientes, normales, frías y muy frías) se han reducido a dos, y a veces sólo uno. Así la distinción entre bujías «frías» y «calientes» empieza a ser historia (la gama Yttrium de Bosch ofrece en 20 referencias el equivalente a 350 anteriores, y Beru con su Ultra-X resumen en 6 tipos su antigua oferta de 78 referencias). Permanecen sin embargo los códigos de cada fabricante para indicar tipo y grado (por letras y cifras) y la letra R (por «resistencia») señala que tienen resistencia antiparasitaria.
Tecnología de vanguardia.- Con mayor tensión de salto (de 35.000 a 40.000 voltios frente a 15.000 hace un par de décadas) las bujías trabajan hoy con mayor arco de chispa, lo que implica mejores aislantes cerámicos, con más anillos para evitar derivaciones, y nuevas formas de electrodos, con núcleos de cobre, plata y platino en mayor número (de 2 a 4) en los de masa para facilitar la descarga superficial ó semisuperficial (la llamada de galga auxiliar -«auxiliary gap»-, muy popular en los coches nipones (NGK) y también en Europa. Bosch propugna un principio similar, el de «chispa deslizante al aire», tanto en sus bujías LCD (de chispa semideslizante) como en las de descarga superficial.
Pero la mayor novedad de Bosch, líder indiscutible en este recambio, está en sus bujías Yttrium, cuya tecnología las sitúa entre las de doble cobre y las de platino. Las Bosch Super Plus Yttrium (así es su nombre completo) montan un solo electrodo de masa en punta de flecha, para favorecer la circulación lateral de la chispa, cuyo electrodo central positivo tiene la punta elaborada en una aleación de níquel, cromo e itrio, un nuevo metal de síntesis cuya oxidación conjunta a alta temperatura produce una capa superficial conductora de alta resistencia que reduce la erosión térmica.
Su principal ventaja es un gran salto de chispa (de 0,8 a 1,2 mm) y una duración de un 30 a un 50% más sobre una bujía de doble cobre, lo que permite plazos de sustitución de 80.000 km. Luego Bosch también tiene sus bujías multielectrodo Super 4, con 4 electrodos de masa y técnica de chispa deslizante al aire para que los depósitos de hollín del pie del aislador no «puenteen» la chispa del central al de masa por abajo, sino que la «suban» arriba, hasta uno de los 4 electrodos de masa, facilitando la limpieza de la bujía al quemarse los depósitos cuando la chispa salta desde abajo.
El iridio es otro de los materiales utilizados para el electrodo central (p.e. Champion) y presenta una gran resistencia a la erosión y el calor, doblando la vida útil de la bujía (llega a superar los 120.000 km). Su tecnología se basa en un diseño del electrodo central en forma de «V», para asegurar el salto de chispa incluso a marcha lenta y en frío, cuando las impurezas tienden a depositarse sobre el electrodo central y su punta de aislante, estorbando la ignición y provocando los típicos tirones. La ranura en V del electrodo de masa facilita el salto de chispa entre electrodos pese a la suciedad, evitando fallos de encendido y facilitando su autolimpieza. Y lo mismo podemos decir de las bujías V-Line de la nipona NGK, con electrodo central acanalado en forma de V (salvo en las bujías con electrodos múltiples) cuya forma permite saltar la chispa sobre el borde exterior del electrodo central, facilitando la ignición.
Plazos de recambio cada vez mayores.- En el futuro, es posible que veamos aplicar a las bujías algunos de los avances introducidos en los precalentadores diesel, tanto en materia aislante como resistencia cerámica, como la cerámica «flexible» introducida por Bosch para proteger su punta y evitar microrroturas invisibles al ojo humano, pero que pueden dar lugar a daños graves en la cámara de combustión si se desprenden partes del electrodo. Esto puede extenderse pronto a las bujías para motores de gasolina, siguiendo el mismo modelo de Bosch en las bujías de precalentamiento de diseño flexible, que soportan deformaciones de electrodo de hasta 1 mm sin que afecte a su funcionamiento.
Son avances que seguirán incidiendo en el alargamiento de los plazos de sustitución, que como hemos dicho oscila hoy entre los 60.000 y los 120.000 km (este último sólo en bujías de platino y doble platino). Podría pensarse que a mayor duración, mayor mantenimiento, pero tampoco es así. Hoy día el mantenimiento de las bujías se ha reducido al mínimo, como mucho el recalibrado de la distancia entre electrodos en las de electrodo simple, cuyo desgaste debe corregirse (como mínimo se cifra en 0,1 mm cada 10.000 km) cada 30.000 km. En las bujías multielectrodo no es necesario, y en las de platino, dado su menor desgaste, puede duplicarse el plazo. Si el montaje y desmontaje de bujías resulta muy laborioso, elevando su coste, merece la pena poner las bujías de mayor duración posible. Y viceversa, podemos montarlas más simples (pero nunca menos de las de doble cobre) en motores con buen acceso a ellas.
Precalentadores: las bujías de los diesel.- Los precalentadores de «espiga» ó bujías de precalentamiento son hoy un componente general en todos los motores diesel. Fiables y duraderos, requieren muy pocos cuidados, aunque no sean eternos… En esencia, un precalentador es una resistencia tubular cuya punta se pone incandescente al paso de la corriente eléctrica. Con un cuerpo roscado aislante que se ajusta a su fijación en la culata, su filamento cilíndrico proyecta su punta en la cámara de combustión -o en la precámara-, cerca de la boca del inyector y de la válvula de admisión. Al girar la llave de contacto, se cierra el circuito que pone la resistencia al rojo vivo en pocos segundos, para inflamar así la nube de gasóleo pulverizado que dispara el inyector en la cámara. Luego, el relé con temporizador corta la corriente y… asta la próxima vez. Al ser unipolares (salvo algunos tipos especiales) son de fácil montaje, todos en paralelo.
Pero deben soportar altas temperaturas durante el funcionamiento del motor (de ahí la estabilidad y máxima calidad de su componente cerámico) y tienen un alto consumo eléctrico, al poner al rojo su punta de ignición en muy poco tiempo (como máximo 8 ó 9 segundos), lo que contribuye a tirar de la batería justo cuando ésta mueve el motor de arranque. De ahí el necesario sobredimensionamiento de la batería de los motores diesel.
Su desgaste se aprecia en la fatiga de materiales que provoca su reiterado «encendido» al arrancar, que con el tiempo provoca una menor temperatura de filamento (por resistencias parásitas). Su avería surge por cortocircuitado (se «puentean»), consumiendo electricidad sin calentar, obligando a su sustitución. Si falla sólo uno a veces el usuario ni lo nota, en especial si el coche duerme en garaje y el clima es benigno (si falla un precalentador en un motor de 4 cilindros, o dos en uno de 6, lo normal es que arranque con los otros, aunque el ruido y las vibraciones lo suelen delatar). Pero si fallan dos o más, es muy difícil ó casi imposible que arranque en tiempo frío, siendo imprescindible reemplazarlos.
Como en las bujías, domina la tendencia a más duración y menos variedad también, con pocos modelos para muchas aplicaciones, y cada vez menor consumo eléctrico y tiempo de calentamiento (de hecho los diesel modernos de inyección directa son todos de arranque instantáneo). En cuanto a innovaciones, tenemos la bujía de precalentamiento de doble resistencia de Lucas (dos dentro del tubo de incandescencia, una más larga de control, para autorregular la temperatura de trabajo, y otra para la punta, que facilita la explosión.
Así se reduce el esfuerzo térmico y aumenta su vida útil. Bosch por su parte ha desarrollado su propia tecnología con una aleación de la resistencia en cobalto y hierro, denominada Duraterm. Los precalentadores Duraterm soportan cortocircuitos y poseen capacidad de postcalentamiento integrado. Su resistencia deja pasar a 400º de temperatura más corriente de la que permite un filamento de níquel, logrando antes la temperatura óptima de ignición (850º), al tiempo que se autorregula dentro del intervalo impuesto por el temporizador. Con su capacidad de postcalentamiento, estos Duraterm facilitan la combustión en frío una vez arrancado el motor, reduciendo los humos iniciales hasta un 40%. Su resistencia a cortocircuitos se basa en la hermetización de filamentos mediante un polvo aislante cerámico de anhídrido de magnesio (Mg2) que facilita su conductividad interna.
Con sólo un segundo en la mayoría de los casos, los Duraterm son los calentadores más rápidos del mercado y su duración (un mínimo de 30.000 arranques) es casi equiparable a la de la vida del motor. Y gracias a su mayor flexibilidad térmica, Bosch cubre el 85% de los tipos del mercado con sólo tres referencias. Además, lleva un «set» de encendido que incluye además de los calentadores el módulo electrónico temporizado, con lo que es posible reequipar antiguos diesel de precalentamiento lento con este «kit» rápido.
Finalmente Beru tiene también su oferta de calentadores rápidos, los GS 2000, de los que asegura tienen el menor consumo del mercado (35 watios/ unidad, por 100 de media en los convencionales), lo que los hace ideales para motores de 6 y más cilindros. Su temperatura máxima es de 1.100º (no se ha ido a más para alargar su duración) y permiten el arranque con sólo un segundo de espera, trabajando tanto a 12/14 voltios como a 42. Lo último de Beru son los PSG+ISS, con sensor piezoresistente que mide la presión de la cámara de combustión (variable cíclicamente), comunicando el dato a la centralita de gestión del motor. Su varilla calentadora no va fijada al cuerpo del calentador, sino que es una parte móvil alojada en él, para pasar así la presión de la cámara a la membrana piezoresistente.
En definitiva, el futuro de los precalentadores pasa por el alargamiento de su vida media -que ya supera los 140.000 km- hasta alcanzar una duración de por vida, y su adaptación a la inyección piezoeléctrica directa. En todo caso, las actuales calidades han duplicado su duración media frente a los calentadores de hace 15 años, con mayor suavidad de arranque, y menores emisiones en frío gracias al control electrónico (ISS) de incandescencia.
