Una cámara FLIR de alta resolución pone la ciencia en la pista de carreras

Los sistemas de precalentamiento de motores son un activo cada vez más valioso y hasta una ventaja competitiva en las pistas actuales de carreras de coches. Muchos profesionales de las carreras reconocen el valor de esta tecnología, porque les ayuda a prevenir el desgaste del motor, un mal rendimiento en la pista e incluso la pérdida de dinero. Hot Products Engineering, un fabricante de EE. UU. precalentadores de motores, se esfuerza mucho por difundir el evangelio del precalentamiento de los motores. La empresa ahora utiliza también imágenes térmicas tomadas con una cámara FLIR para mostrar el valor de sus productos de sus productos precalentadores de motores.

Calentar el motor es uno de los rituales esenciales que realiza cualquier piloto de carreras antes de salir a pista. Hasta hace poco, para muchas disciplinas de carreras (karts, de aceleración...), este ritual consistía únicamente en arrancar el motor y revolucionarlo. Sin embargo, incluso sin los problemas de ruido, riesgo y olor, arrancar un motor de carreras en frío siempre es una mala opción y hay una alterativa, porque implica la fricción de metal con metal, una combustión incompleta y costoso combustible de carreras para calentarlo.

Calentar el motor es uno de los rituales esenciales que realiza cualquier piloto de carreras antes de salir a pista.

Precalentamiento de motores

Una solución aceptada para este problema fuera del mundo de la competición del motor es utilizar un sistema de precalentamiento del motor. Este método crea y mantiene silenciosamente temperaturas exactas utilizando combustible sin plomo barato de un generador pequeño y silencioso. Hace diez años, tras casi treinta años de trabajo de ingeniería de precisión en un laboratorio nacional en Livermor, California, Pete Davis fundó Hot Products Engineering Inc. y empezó a diseñar y suministrar productos de precalentamiento para carreras de motor. Actualmente, sus calentadores de motores Hot Head se utilizan en equipos de carreras de todo el mundo. Davis ha combinado ahora su bagaje en ingeniería y su propia experiencia en las carreras para desarrollar una nueva línea de productos que ofrece a los pilotos «currantes» las mismas ventajas de que disponen los equipos de carreras de alto nivel (Indy Car, Le Mans y CCA). Actualmente los sistemas Hot Products Engineering son valorados por prestigiosos equipos que corren en series como la NASCAR, American LeMans, MSA, IndyCar, World of Outlaw Sprint & Dirt Late Model, USAC, IMCA, SCORE, 600 Micro-sprint, Bonneville y AMA Motocross.

Las ventajas del precalentamiento

Los motores de los coches de carreras solo consiguen la máxima potencia a una temperatura muy específica. Un precalentador de motor asegurará que el motor siempre este en un rango restringido de esa temperatura, para que la máxima potencia esté disponible desde el principio. La temperatura ideal depende en gran medida del tipo de coche con el que se vaya correr. La temperatura del motor no solo afectará al rendimiento en la carrera: un motor no suficientemente calentado también puede producir fallos de motor relacionados con la temperatura fría, provocando incluso que un conductor no pueda terminar la carrera. Además, los arranques en frío pueden provocar mucho desgaste en el motor. El precalentamiento puede ahorrar a los equipos de carreras dinero mientras reduce el desgaste del motor, ahorrando en costosas reconstrucciones y eliminando virtualmente el riesgo de gripado por pistón frío.

Expansión térmica lineal

Todo el motivo por el que debemos dejar que nuestro motor se caliente gira entorno al concepto de expansión térmica lineal. Un motor se compone de una serie de materiales diferentes. El pistón está elaborado con cierto tipo de aleación de aluminio, el cilindro, con otro tipo de aleación de aluminio, los aros de hierro fundido o de acero, las válvulas, de acero, acero inoxidable o titanio, y las guías están elaboradas de otro material. Una vez arrancado el motor, estos componentes empiezan a calentarse por la combustión y la fricción al deslizarse hacia atrás y hacia adelante. Ninguno de estos materiales es exactamente igual a otro y por este motivo, se dilatarán al calentarse o se contraerán al enfriarse a velocidades distintas. Esta interacción entre el material y el cambio de temperatura es predecible y lineal. La primera vez que se arranca un motor frío, el pistón se caliente y se dilata antes. El calor se transfiere del pistón a los aros y, a continuación, a la pared del cilindro. Si revolucionamos el motor y generamos muchos ciclos de combustión y aumentamos la frecuencia de fricción demasiado pronto, el pistón crecerá mucho más rápido que el cilindro. Si no hay un espacio adecuado entre pistón y cilindro para tener en cuenta este crecimiento, el motor podría sufrir lo que se conoce como un gripado frío. Al permitir que el motor se caliente antes de empezar a conducir, permite que todos los componentes del motor se dilaten lentamente y se estabilicen. Una vez que el motor está caliente, los cambios en las dimensiones de las piezas son menos drásticos y hay mucho menos riesgo de que haya daños en el motor.

Imagen térmica de un precalentador calentando un motor de carreras de 600 cc

Las imágenes térmicas producidas por la FLIR SC6700 muestra claramente cómo se crea la temperatura en silencio y se mantiene entre 57 y 99 °C.

Traer tecnología científica a la pista de carreras de aceleración

En una configuración de prueba realizada a lo largo de una pista de carreras, se utilizó una FLIR SC6700 para capturar el resultado de un calentador de motor de competición Hot Head DragPro. Las imágenes térmicas producidas por la FLIR SC6700 muestra claramente cómo se crea la temperatura en silencio y se mantiene entre 57 y 99 °C. Esta configuración no ha surgido de la nada. Gracias a su bagaje y su experiencia con el laboratorio nacional, el fundador de Hot Products Engineering, Pete Davis, ya conoce el poder de la termografía: «He utilizado cámaras termográficas antes en patrones térmicos de estudio en un contexto de investigación y desarrollo, por lo que sabía que estas cámaras pueden ver cosas que no son visibles al ojo humano».

Así que cuando Pete Davis fundó una empresa que iba a fabricar sistemas de precalentamiento de motores (un producto que obviamente resuelve un problema de los clientes relacionado con la temperatura), sabía que la termografía podría mostrar a los profesionales de las carreras el valor de un sistema de precalentamiento. «Abrimos constantemente nuevos mercados para nuestros sistemas de precalentamiento de motores y por eso necesitamos informar a nuestros clientes continuamente sobre el valor de nuestros productos. La termografía es una gran ayuda para esto y confiamos profundamente en las imágenes que hemos capturado con la FLIR SC6700», continúa Pete Davis. «Antes, no disponíamos de información visual sobre la eficiencia de nuestros productos, hasta que utilizamos esta cámara termográfica».

«Las imágenes FLIR también nos ayudan a establecer nuestra imagen de empresa que se basa en la ciencia». Hot Products Engineering (HPE) tiene su sede en Pleasanton, California, muy cerca de universidades importantes, laboratorios nacionales y de Silicon Valley. Estos vecinos desempeñan un papel importante en el desarrollo de
nuestros productos.

Trabajo con la FLIR SC6700

Las cámaras FLIR SC6000 Series ofrecen imágenes a alta velocidad y alta resolución en un paquete que es fácil de usar pero de configuraciones flexibles, para prácticamente cualquier aplicación científica o de investigación. «Las imágenes térmicas de la FLIR SC6700 presentan el calor acumulado del motor con gran detalle», comenta Pete Davis. «La cámara FLIR es muy avanzada, pero lo bastante fácil de usar, y revela su información de forma ágil al usuario. Además, la FLIR SC6700 le ofrece muchas opciones, tras la captura de la imagen, para visualizar, explorar o modificar las imágenes térmicas».