El sistema de encendido es un conjunto de componentes electromecánicos y electrónicos diseñado para generar y distribuir una chispa eléctrica en el momento preciso dentro de la cámara de combustión de un motor de combustión interna. Esta chispa es esencial para inflamar la mezcla aire-combustible en los motores de gasolina, lo que permite iniciar el proceso de combustión que impulsa el vehículo. Aunque su función básica se ha mantenido constante a lo largo del tiempo, los avances tecnológicos han transformado profundamente su estructura, pasando de sistemas mecánicos simples a configuraciones completamente electrónicas.
Función y principios operativos
El sistema de encendido tiene como objetivo principal generar una alta tensión eléctrica capaz de crear una chispa entre los electrodos de la bujía. Esta chispa debe producirse en el punto exacto del ciclo de compresión, justo antes de que el pistón alcance el punto muerto superior. El tiempo de encendido es crucial, ya que un avance o retraso inadecuado puede provocar detonaciones, pérdida de potencia, aumento del consumo de combustible o daños internos al motor.
La conversión de la corriente de bajo voltaje (12 V) de la batería a una descarga de alto voltaje (hasta 45,000 V o más, dependiendo del sistema) se logra mediante un transformador de inducción, comúnmente conocido como bobina de encendido. Esta bobina funciona bajo el principio de la inducción electromagnética, donde un cambio rápido en el campo magnético produce una corriente de alta tensión en el devanado secundario.
Tipos de sistemas de encendido
A lo largo del tiempo, el sistema de encendido ha evolucionado en distintas etapas, influido por la necesidad de mejorar el rendimiento, reducir emisiones y eliminar el mantenimiento frecuente de piezas móviles. Entre los sistemas más relevantes se encuentran:
Encendido por platinos (sistema convencional)
Este sistema, usado ampliamente hasta la década de 1980, está compuesto por una bobina, un distribuidor con ruptor mecánico (platinos), un condensador y un conjunto de bujías. El ruptor mecánico se abre y se cierra mediante una leva sincronizada con el árbol de levas, cortando bruscamente el paso de corriente por el devanado primario de la bobina. Esta interrupción genera el colapso del campo magnético, induciendo una alta tensión en el devanado secundario que es enviada a la bujía correspondiente a través del distribuidor.
Si bien su diseño era relativamente simple, requería ajustes frecuentes de calibración debido al desgaste mecánico de los platinos y la variación en la apertura del ruptor, lo que afectaba la sincronización.
Encendido electrónico transistorizado
Este sistema reemplazó el ruptor mecánico por un sensor de efecto Hall o un generador óptico. La señal del sensor se envía a una unidad de control electrónica (ECU), la cual determina el momento de disparo del transistor de potencia que controla la bobina. Al evitar piezas móviles, se eliminó la necesidad de mantenimiento frecuente y se logró una mayor precisión en el tiempo de encendido.
Este tipo de sistema puede encontrarse tanto con distribuidor como con bobinas individuales por cilindro.
Encendido sin distribuidor (DIS)
Los sistemas DIS (Distributorless Ignition System) distribuyen la chispa mediante una serie de bobinas múltiples, controladas electrónicamente por la ECU. Cada bobina puede encargarse de uno o dos cilindros. En configuraciones conocidas como sistema de chispa perdida, una bobina genera dos chispas simultáneas: una en un cilindro en fase de compresión y otra en uno en fase de escape, sin efectos negativos sobre el funcionamiento.
Eliminando el distribuidor, se reducen aún más las piezas móviles, mejorando la fiabilidad, eliminando el desgaste de rotor y tapa, y permitiendo una gestión más precisa de la sincronización del encendido en función de la carga del motor, temperatura y otros parámetros.
Encendido de bobina individual (COP)
El sistema Coil-on-Plug (COP) utiliza una bobina individual montada directamente sobre cada bujía, eliminando por completo los cables de alta tensión. Este diseño permite una respuesta de encendido más precisa, rápida y controlada, ya que cada bobina se activa de manera independiente. Es el sistema estándar en motores modernos con control total por parte de la ECU, y permite tecnologías avanzadas como la variación continua del tiempo de encendido o el encendido secuencial.
Componentes clave del sistema de encendido
Bobina de encendido: Transforma el voltaje de batería en alto voltaje. Puede ser simple, doble o individual según el tipo de sistema.
Bujía: Dispositivo que produce la chispa mediante la ionización del aire entre sus electrodos. Debe soportar temperaturas extremas y presiones elevadas.
Sensor de cigüeñal y árbol de levas: Proveen información precisa sobre la posición y velocidad del motor, esenciales para el cálculo del momento exacto de encendido.
ECU o módulo de encendido: Se encarga de interpretar las señales de sensores y controlar el disparo de cada bobina en función de variables como temperatura, carga del motor, altitud, y demanda de potencia.
Cables de alta tensión (en sistemas con distribuidor o bobina doble): Conducen la corriente de alto voltaje desde la bobina hasta las bujías, con protección ante fugas o interferencias electromagnéticas.
Avances tecnológicos y relación con el rendimiento
La evolución hacia sistemas electrónicos ha permitido una optimización del encendido bajo diferentes condiciones de operación. Gracias a la incorporación de sensores y algoritmos adaptativos, los sistemas actuales ajustan en tiempo real el ángulo de avance de encendido, lo cual mejora la eficiencia térmica, reduce el consumo de combustible y minimiza la emisión de contaminantes como NOx y CO.
Además, los sistemas modernos permiten funciones adicionales como el corte de chispa para el control de tracción, el encendido retardado para crear explosiones controladas en el escape (en autos deportivos), o la sincronización adaptativa para arranques en frío y condiciones de baja presión atmosférica.
Diagnóstico y mantenimiento
Aunque los sistemas modernos requieren poco mantenimiento, la verificación del estado de las bujías, bobinas y conectores sigue siendo esencial para garantizar un funcionamiento óptimo. Un fallo en el sistema puede provocar fallos de encendido, pérdida de potencia, aumento de emisiones, detonación, o incluso daños en el convertidor catalítico.
El diagnóstico se realiza generalmente a través de escáneres OBD-II que permiten detectar códigos de error relacionados con fallas de encendido (como el código P0300 y sus variantes). La revisión de los patrones de chispa mediante osciloscopios automotrices también es una práctica extendida en talleres especializados.
Importancia en la eficiencia del motor
La correcta operación del sistema de encendido tiene un impacto directo en el rendimiento del motor. Una chispa débil o mal sincronizada puede reducir drásticamente la potencia disponible, aumentar el consumo de combustible y provocar desgaste prematuro. Por ello, los fabricantes calibran meticulosamente el encendido para cada modelo de motor, y su control preciso ha sido clave en la evolución hacia motores más limpios y eficientes.
La integración de estrategias avanzadas de encendido también ha permitido la implementación de ciclos de combustión no convencionales, como el ciclo Atkinson o el control activo de detonación, que antes no eran posibles con sistemas mecánicos tradicionales.
Referencias
- «How Car Engines Work»
– HowStuffWorks Auto - «Mastering the Basics – Ignition Systems» – MOTOR Magazine
- «Ignition Systems for Gasoline Engines: Bosch Technical Instruction» – Robert Bosch
- «Automotive Engines: Diagnosis, Repair, and Rebuilding» – Delmar Cengage Learning
