Para qué se utiliza el sistema Start-Stop

En un intento de reducir el consumo de combustible y las emisiones nocivas emitidas a la atmósfera, los fabricantes de automóviles están ofreciendo constantemente innovadoras tecnologías diseñadas para optimizar el funcionamiento del motor y sus unidades asociadas. Una de las soluciones tecnológicas más exitosas es el sistema Start-Stop, o de parada y arranque, el cual apaga el motor durante paradas breves, como por ejemplo, en atascos o semáforos. Nuestro artículo va a tratar cómo funciona este sistema, sus méritos y deficiencias.

Historia de sistema Start Stop

Las primeras tentativas de crear un sistema que fuera capaz de controlar el funcionamiento del motor, y prevenirlo de las paradas e inactividad, fueron realizadas en los años 70 por Toyota. El sedán Toyota Crown fue equipado con un dispositivo que apagaba la unidad de potencia transcurridos 1,5 segundos parado.

Más tarde, en la primera mitad de la década de 1980, tecnologías similares fueron implementadas en los modelos Audi 100 y Volkswagen Santana. El motor tenía que ser parado y arrancado manualmente a través de presionar un botón. Para el Fiat Regatta ES, fue propuesta la misma solución tecnológica, pero para volver a arrancar el motor, era necesario presionar el pedal del acelerador. Transcurrido un cierto tiempo, a estos modelos se unieron el OPEL Ascona, Volkswagen Lupo y Audi A2.

Hasta la fecha, la mayoría de marcas más conocidas equipan sus coches con el sistema Start-Stop. Entre ellas se encuentran Peugeot, Citroën, Smart, Volvo, Land Rover, Volkswagen, SEAT, Nissan, Fiat, Bentley, BMW, Ford, Chevrolet, Hyundai, Honda, Jaguar, Kia, Mazda, Toyota y otras.

ISG: principio de funcionamiento y tipos

Cada fabricante de automóviles ofrece su propio método de implementación de la parada automática y de reinicio del motor. Las más famosas son las tecnologías desarrolladas por las siguientes empresas:

• Bosch. Su sistema se denomina Stop&Start. Se trata del sistema más simple y más fiable. Permite reducir el contenido de sustancias nocivas en la composición de los gases de escape en un 8%, y el consumo de combustible en un 15%. Podemos encontrarlo en Audi, BMW, Volkswagen, Fiat, y también en vehículos de otras marcas. Requiere de un arrancador más potente capaz de soportar los múltiples arranques de motor. El sistema está controlado por la unidad electrónica del motor. Su funcionamiento está basado en las lecturas de los siguientes elementos sensoriales: sensor de velocidad del vehículo, sensores de posición del pedal del embrague y pedal del freno, sensor de posición del cigüeñal, sensor del estado de carga de la batería y otros.

Una vez detectado que el vehículo se ha detenido, el sistema interrumpe automáticamente el motor.  El motor es arrancado de nuevo al presionar el pedal del embrague en vehículos con una caja de cambios manual o al soltar el pedal del freno en aquellos vehículos con una transmisión automática. En las generaciones posteriores de dicho sistema, con el fin de lograr una mayor economía, el motor puede ser desactivado también durante la conducción, pero sólo cuando la unidad de control del motor UCE emita la orden apropiada, después estimar la velocidad del coche, de determinar si se está efectuando alguna maniobra, si la carretera está inclinada, etc

• Kia Motors. El sistema es conocido como ISG (Idle Stop & Go). Está organizado basándose en el mismo principio que el Stop & Start de Bosch, pero además de efectuar la parada y arranque del motor, también controla el alternador. Durante la aceleración, el sistema desconecta dicho alternador y toda la carga es transferida a la batería. Al frenar, el alternador vuelve a ser activado, recargando de este modo la batería. Esto implica un ahorro significativo de combustible de alrededor del 6% en ciclo combinado y hasta el 15% durante la conducción por ciudad.
• Valeo. Es denominado STARS (Starter Alternator Reversible System - Sistema reversible del alternador del arrancador). El sistema es utilizado en Citroën, Mercedes-Benz y otros coches. Permite reducir el consumo de combustible en un 10%. Posee su propia unidad de control. El sistema utiliza un alternador reversible el cual es capaz de combinar las funciones del arrancador y del alternador. Gracias a la correa de transmisión especial y a un tensionador diseñado para tal finalidad, el dispositivo es capaz de transmitir esfuerzo en cualquiera de las dos direcciones, según resulte apropiado: ya sea poniendo en marcha la unidad de energía, o bien cargando la batería. La principal ventaja de este método es su elevada velocidad de respuesta: se requiere dos veces menos tiempo para arrancar el motor que respecto a un arrancador convencional. Además, la energía de la frenada es utilizada con eficacia.
• Mazda. Se denomina SISS (Smart Idle Stop System - sistema de parada inactiva inteligente) o i-Stop. Éste es compatible solamente con la transmisión automática y los motores de gasolina con inyección directa de combustible. Proporciona un ahorro de combustible de hasta un 9%. El arranque repetido del motor es llevado a cabo mediante la inyección forzada de combustible en los cilindros y a la ignición de la mezcla combustible-aire. Para ello, los pistones son colocados en la posición más favorable para un rápido nuevo arranque durante la frenada. El arrancador sólo se utiliza como fuente auxiliar de energía.

Stop and go de coche: ventajas y desventajas

Los atascos en las carreteras son uno de los principales problemas de las megaciudades modernas. Según las últimas investigaciones de la compañía analítica estadounidense INRIX, en 2017, los residentes de Moscú pasaron 91 horas en atascos de tráfico, Londres - 73 horas, París - 65 horas, Estambul - 59 horas, Zurich - 54 horas, Múnich - 49 horas, Oslo - 47. Y esto sólo dentro de 240 días laborables, excluyendo los fines de semana. La conducción en atascos aumenta significativamente el consumo de combustible, y cuanto más combustible se quema, más sustancias nocivas son emitidas a la atmósfera.

La solución de estos problemas es la principal tarea de Start-stop. Mediante la detención del motor cuando su funcionamiento no es necesario, el sistema contribuye a un ahorro de combustible considerable.

Su aplicación tiene además otra ventaja indiscutible. Minimizando el número de horas a ralentí y mediante la adición carga extra a la unidad de potencia a bajas revoluciones, se contribuye al rendimiento óptimo del catalizador, aumentando así su vida útil, y previniendo además la formación de depósitos de carbono en las bujías. En motores diésel, dicho sistema ralentiza la formación de depósitos en la válvula EGR (de Recirculación de Gases de Escape), reduce el consumo de urea, contribuyendo así a una regeneración más eficiente del filtro de partículas diesel.

No obstante, el sistema Start-stop posee algunas desventajas. Se requiere de un equipo más potente, en concreto, un arrancador y una batería. Tales dispositivos son dos veces más caros que los convencionales. Además, con los arranques repetidos se incrementa la carga en los cojinetes del cigüeñal. En una entrevista por parte de la revista británica autocar al jefe de uno de los departamentos del Federal Mogul, Gerhard Arnold, éste observó que un motor convencional era capaz de soportar fácilmente más de 50.000 arranques y paradas. Pero en el caso del sistema Start-Stop, el número de ciclos podía superar los 500.000. En este caso, los cojinetes convencionales se desgastan gravemente ya después de 100.000 arranques.

Otro factor molesto es la demora en el arranque. A pesar del hecho de que este es insignificante (para los sistemas con un arrancador reforzado - 0,8 segundos, con un alternador reversible - 0,4 segundos, con ajuste de la inyección de combustible - 0,35 segundos), muchos conductores todavía sienten malestar en la conducción.

Además, el funcionamiento del sistema sólo es posible si una serie de condiciones tiene lugar.

10 condiciones necesarias para hacer posible el funcionamiento del sistema Start-stop

1. El capó y la puerta del conductor están cerrados.
2. El conductor lleva puesto el cinturón de seguridad.
3. La velocidad del coche es al menos de 4 km/h.
4. El motor está calentado lo suficientemente.
5. La velocidad de la unidad de potencia no excede los valores nominales para el régimen de ralentí.
6. El descongelador / eliminador de escarcha de la ventana está apagado.
7. La temperatura interior, del habitáculo, no difiere en más de 8 grados del valor establecido. Esto es relevante para la temporada de frío.
8. La carga de la batería no se encuentra por debajo del valor preestablecido para el sistema. Por ejemplo, para ISG este es del 75%.
9. El alternador está completamente operativo.
10. El ángulo del volante es insignificante.

Conclusión

Los esfuerzos de muchas empresas están dirigidos en la actualidad a la mejora del sistema Start-Stop. Por ejemplo, la empresa británica Millers Oils ya ha introducido en el mercado mundial aceites de motor capaces de reducir la fricción de las partes del motor, así como su desgaste y rotura, en un 50%. Según el director técnico de la compañía Martyn Mann, este y otros productos similares deberían contribuir a promocionar activamente las tecnologías Start-stop. Otras fabricantes están trabajando en la creación de cojinetes más fuertes y resistentes. Mientras que los ingenieros de Bosch, Valeo, Denso y muchos fabricantes de automóviles están trabajando para lograr reducir el tiempo de arranque de la unidad de potencia.

Pero a pesar del hecho de que el sistema todavía posee carencias, y del ahorro que proporciona, considerando el coste relativamente elevado del equipo, esto parece insignificante, ya que, según los expertos, esta tecnología tiene un gran futuro. Al fin y al cabo, los beneficios que aporta al medio ambiente son indiscutibles.