Inyectar un líquido incompressible e incombustible dentro de un motor, puede parecer, a simple vista, una mala idea. Después de todo, aquellos que han podido ver a un conductor tratar de sortear un río profundo con poca pericia, les sonarán las consecuencias catastróficas de que un motor beba una gran cantidad de agua, en forma de bielas dobladas.
Introducir una cantidad pequeña y controlada de agua en el sistema de admisión de aire de un motor, sin embargo, puede tener ventajas importantes, reduciendo las posibilidades de que la detonación aparezca. Éste proceso, al que también se llama "picado de biela" o simplemente "picado", ocurre cuándo la combustión ocurre de forma espontánea, cuando la temperatura y presión en el cilindro son demasiado altas. Ésto puede causar que el resto de gasolina se encienda de forma espontánea e incontrolada, aumentando súbitamente la presión dentro del cilindro.
La detonación reduce la potencia, ya que no es un modo eficiente de quemar la mezcla aire-gasolina, pero puede causar también daños importantes en los componentes del motor si no se corrige a tiempo. Introduciendo agua al colector de admisión, sin embargo, enfría la mezcla, reduciendo la temperatura en el cilindro y con ello la posibilidad de que la detonación aparezca. Cuando empieza la combustión, el agua se convierte en vapor, un proceso que absorbe energía y con ello reduce los picos de temperatura y las posibilidades de detonación.
La Inyección de agua es, en resumen un tipo de "inyección anti-detonación", otros sistemas usan una mezcla de agua y metanol, metanol 100% o otros alcoholes. Mientras que la inyección de agua no aumenta la potencia de por sí, sí que permite usar relaciones de compresión más altas y usar puestas a punto más agresivas de inyección, encendido o soplado del turbo que resultan en potencias más altas.
El concepto no es nada nuevo, con referencias a "refrigeración interna" usando inyección de agua que cercanas al año 1900. Fue usada en la Segunda Guerra Mundial, permitiendo mayores niveles de soplado y reduciendo la capacidad de detonación terminal en los motores de avión de admisión forzada. Incluso sobrevivió a la irrupción de los motores de reacción, al descubrirse que su uso podría reducir temeperaturas y aumentar el empuje, al incrementar la masa de aire que pasa a través de la turbina.
La inyección de agua es útil sobretodo en motores turbo, en los que las presiones y temperaturas en el interior del cilindro pueden alcanzar fácilmente niveles elevados. El BMW M4 GTS biturbo, presentado en Octubre de 2015, es uno de los coches beneficiados por el sistema de inyección de agua. BMW afirma que: "Relaja las limitaciones térmicas en la potencia y el par, y está más que probado en circuitos en todo el mundo". BMW también reivindicó que el M4 GTS fue "el primer coche de serie en equipar una tecnología tan novedosa".
En los 80, sin embargo, podías comprar un sistema de inyección de agua oficial de Saab para tu 99 Turbo o 900 Turbo. El kit de inyección de agua de Saab, o "Sport kit", estuvo varios alños a la venta, con la primera referencia disponible en mayo de 1981 y la última en septiembre de 1988, y permitía niveles más altos de soplado del turbo. En el caso de los primeros 900, te garantizaba un aumento de 0,7 a 1,2 bares de presión, con el consiguiente aumento de potencia de 145 cv a 160 cv "mínimo".
El pack incluso incluía un emblema "S" sutil para el portón del Saab, con las instrucciones de que "soltaras un poco el emblema de 900 turbo y lo movieras un poco a la izquierda" para tener el espacio suficiente. Algunos coches incluso llevaban el sistema de serie, incluyendo el rarísimo Saab 900 Enduro de 1980- una edición limitada para el mercado australiano.
El sistema de BMW y Bosch, eso sí, tiene muchas ventajas comparado con el de Saab. En climas fríos, por ejemplo, se puede rellenar con agua pura sin temer daños por congelación. Cuando se apaga, el sistema de agua del M4 GTS drena sus conductos de forma que no pueden romperse al congelarse, y el depósito de agua está diseñado para soportar la congelación. El sistema apenas requiere mantenimiento, al contrario que el de Saab, que requería el uso de alcoholes para evitar que se congelara en condiciones bajo cero.
La solución sueca dispensaba el agua delante del turbocompresor y usaba la turbina del mismo para atomizar el agua antes de que entrara al motor, causando que, con el paso del tiempo, el compresor se erosionara. BMW evitó éste problema usando una serie de inyectores de alta presion que atomizan una fina niebla en la admisión después del turbo.
Debemos destacar, sin embargo, que ni siquiera Sabb ni BMW fueron los primeros en equipar sus coches con inyección anti-detonación. Si se incluyen otros sistemas de reducción de la detonación, a los cuáles llamamos comunmente sistemas de "inyección de agua", entonces el Oldsmobile Jetfire se adelantó a todos en 1962 - con su V8 de aluminio y 3.5l, un carburador simple y un turbo AiResearch T5, se beneficiaba de un sistema de inyección de agua/metanol.
El sistema era más que necesario, ya que el V8 turbo, destinado a ser reinventado más tarde en forma atmosférica en el famoso Rover V8 - usaba una relación de compresión de 10.25:1, no muy amiga de los turbo. El fluido "Turbo-Rocket" usado era una mezcla 50/50 de agua destilada y metanol; el agua servía para bjar temperaturas y con ello la detonación, mientras que el metanoil potenciaba el poder refrigerante de la mezcla, aparte de servir de combustible adicional y de protección contra las bajas temperaturas.
Toda ese coste y complejidad adicional y el desarrollo de los motores actuales, ha condicionado que la inyección de agua sea un sistema poco común en vehículos de serie. Eso sí, los sistemas aftermarket son muy populares en motores de gasolina y diesel de altas prestaciones, con un amplio abanico de empresas, entre ellas Snow Performance, AEM, Aquamist y Nitrous Express ofreciendo varios kits de inyección de agua y metanol.
Fuente:
https://www.pistonheads.com/features/ph-features/ph-origins-water-injection/37471