^{Intercooler Cummins Mishimoto}

El todopoderoso intercooler es un radiador que transfiere el calor de un fluido a otro. Los ingenieros consideran los gases como “fluidos”, ya que todos los principios y ecuaciones utilizados para predecir el comportamiento de gases y líquidos son idénticos. En este caso, el aire caliente entra al intercooler desde el turbocompresor. Aunque las temperaturas variarán según las especificaciones del motor y del turbo, normalmente vemos temperaturas de entrada entre 107 °C a 135 °C. A medida que el aire pasa a través de las aletas externas del intercooler, se transfiere calor, lo que resulta en una temperatura más baja al salir del intercooler.

¿Para qué queremos una temperatura más fría? Como todos sabemos, un motor de combustión se basa en una combinación de aire y combustible, que se enciende para producir el giro de las ruedas de nuestros coches. Una de las claves para producir una potencia óptima es la densidad del aire. Cuanto más frío es el aire, más denso es. Una densidad más alta dará como resultado más contenido de oxigeno dentro de la mezcla, lo que permite más combustible y una explosión más eficiente que da como resultado mayor potencia. El objetivo de cualquier vehículo es reducir las temperaturas de entrada lo más cercano posible a la temperatura ambiente. Para hacerlo en un vehículo con turbocompresor, es absolutamente necesario contar con un intercooler.

Además, la detonación del motor (o golpeteo) es mucho más común con altas temperaturas de admisión. La detonación ocurre cuando la mezcla se enciende rápida y violentamente después de que salte la chispa de la bujía. Esto provoca un pico de presión instantáneo dentro de la cámara de combustión. Al reducir la temperatura de admisión, se mejora la combustión y podemos reducir las posibilidades de detonación de encendido.

La detonación puede provocar sobrecalentamiento y daños graves en el motor. Hay que evitarlo como la peste. Siempre que tengas una ECU sólida y bajas temperaturas de admisión, la detonación no debería ser una preocupación.

Así comienza la aventura de encontrar el intercooler perfecto para tu automóvil, tu coche de carreras o el proyecto que tengas entre las manos.

Tipos de intercooler

Básicamente existen dos tipos de intercoolers: refrigeración líquido-aire y refrigeración aire-aire. La decisión entre los dos tipos de refrigeración generalmente es una cuestión de eficiencia, potencia de salida y uso del vehículo.

Refrigeración Líquido-Aire

Como indica el nombre, la refrigeración líquido-aire usa refrigerante del motor (generalmente un circuito secundario) para transferir calor del aire que pasa a través de él. El refrigerante y el aire están en diferentes conductos y no tienen contacto directo. Este modo de intercambiar el calor es extremadamente eficiente, y de hecho, se está abriendo camino en vehículos de alta cilindrada de marcas como Mercedes y BMW. Posiblemente sea algo que en un futuro sea habitual en vehículos de más gamas.

En un sistema de refrigeración líquido-aire, el refrigerante se bombea a través de canales conectados a las aletas del intercambiador de calor. El aire del turbo fluye a través de las aletas, lo que permite la transferencia de calor entre el aire y el refrigerante. Un sistema como este, generalmente cuenta con un termostato de baja temperatura para regular la temperatura del fluido.

^{Ejemplo intercooler con refrigeración líquido-aire}

Los sistemas de refrigeración líquido-aire se usan generalmente en vehículos de muy alta potencia que producen gran cantidad de calor. Este sistema es más complejo que un intercooler típico air-aire, ya que requiere tuberías de refrigerante, accesorios, bomba de refrigerante y posiblemente un radiador adicional y ocupa un espacio razonablemente superior. Este tipo de complejidad únicamente vale la pena en vehículos que requieren un intercambio de calor sustancial. Para la mayoría de vehículos, un intercooler aire-aire es suficiente para su uso en calle y en competición.

Refrigeración Aire-Aire

Cuando alguien habla de intercooler normalmente pensamos en el sistema aire-aire, que es lo más común. Este radiador normalmente será visible desde el exterior del vehículo, habitualmente dentro del parachoques delantero. El motivo es el flujo del aire, que es necesario que pase a través del núcleo enceldado del intercooler para que refrigere el aire de admisión comprimido.

^{Ejemplo intercooler aire-aire}

Viendo la imagen de arriba, se pueden ver los canales internos para el paso del aire. Este intercooler en particular es del tipo “barra y chapa”, veremos los distintos tipos de construcciones más adelante. El aire pasará a través de los canales de este radiador creado por “barras y placas”. En el exterior del radiador, las filas con las aletas están situadas entre cada barra. A medida que el aire pasa a través de estas aletas, el calor se intercambia con el aire interno, reduciendo así la temperatura.

La refrigeración aire-aire es muy eficiente, sin embargo, depende del flujo de aire (se necesita la velocidad del vehículo) para generar la refrigeración necesaria. En ralentí, estos radiadores pueden ser propensos a la absorción de calor cuando no hay suficiente flujo de aire. Aunque rara vez esto es un problema para una configuración de montaje frontal, un intercooler con refrigeración aire-aire dentro del compartimento motor puede sobrecalentarse al ralentí cuando las temperaturas del hueco motor comienzan a afectar al radiador.

En general, este tipo de radiadores son mucho más populares en el mundo del motor y ofrecen la mejor relación coste-rendimiento de refrigeración. Por este motivo, la mayoría del artículo se centra en los intercoolers con refrigeración aire-aire y sus características.

¿Cuál debo instalar?

Te mostramos una tabla de pros y contras para resaltar los beneficios y las desventajas de cada sistema. Esto debería ayudarte a sopesar las opciones y escoger la mejor para tu proyecto.

Característica	Refrigeración Aire-Aire	Refrigeración Líquido-Aire
Precio	Bajo	Alto
Complejidad	Intercooler, tuberías, acoples	Intercooler, tuberías de refrigerante, radiador, bomba de refrigerante, termostato
Eficiencia	Eficiente en la mayoría de vehículos	Aún más eficiente
Puntos de fallo	Conexiones entre tuberías, conexión con el intercooler	Conexiones de refrigerante, radiador, intercooler, termostato, bomba de agua
Necesidad de flujo de aire	Necesita corriente de aire a través del enceldado	Necesita corriente de aire en el radiador auxiliar
Espacio	Depende del tamaño del radiador	Necesita menos espacio para el radiador, pero lleva más componentes
Mantenimiento	Bajo	Alto
Potencia	Limitado por el tamaño del enceldado	Extremadamente alto

El principal inconveniente de una refrigeración líquida es el coste, que puede ser como dos o tres veces el precio de una refrigeración aire-aire, según los componentes que se utilicen. La mayoría de usuarios podrán tener el mejor rendimiento de refrigeración con una configuración aire-aire.

¿Dónde está el intercooler?

Varios acrónimos utilizados al hablar de los intercoolers pueden confundir a quienes no están habituados con la jerga.

Montaje superior – TMIC (Top Mount Intercooler)

Este tipo de intercooler suele utilizarse en intercoolers de serie, dos de los vehículos más populares con esta configuración son el Subaru WRX y STi.

^{Intercooler de montaje superior}

El nombre indica la ubicación del radiador, que está en la parte superior del motor. Este tipo de intercooler recibe el flujo de aire desde una abertura en el capó o canalizado por algún conducto desde la rejilla frontal.

^{Rejilla de admisión para intercooler superior}

Colocar el intercooler en el compartimento del motor tiene algunos beneficios clave. En primer lugar, este intercooler se encuentra en lugar seguro para evitar daños por piedras y suciedad en la carretera. Imagina que estás haciendo un tramo de rally con tu bólido con intercooler y una buena piedra en el medio del tramo decide chocar contra tu intercooler colocado en el parachoques… Una ventaja añadida es el retardo en la potencia. Como el intercooler está tan cerca del turbo y del sistema de admisión, la tubería será muy corta, lo que permite que el flujo de aire recorra menos distancia y entre antes la potencia.

Como ocurre con cualquier otra ubicación del intercooler también encontramos desventajas en el montaje superior TMIC. La “absorción de calor” va a ser el principal problema. El intercooler se encuentra dentro del compartimento del motor, sin duda será susceptible al calor producido por el motor y por el sistema de escape. La temperatura de admisión tiende a aumentar con un sistema TMIC al ralentí, lo que puede afectar negativamente en la potencia de salida si el intercooler se calienta demasiado. Sustituir el intercooler de fábrica por uno más grande con diseño de barra y placa ayudará a reducir el riesgo de absorción del calor, pero la única forma de eliminarlo sería eligiendo una ubicación diferente para el intercooler.

Montaje lateral – SMIC (Side Mount Intercooler)

Un intercooler de montaje lateral es bastante raro hoy en día, pero algunos vehículos, como los DSM de los 90, Nissan Silvia y últimamente vehículos del grupo VAG. Este intercooler es un compromiso entre las opciones frontal y superior, y normalmente sólo se utiliza en configuraciones de fábrica. En este sistema el intercooler se sitúa en la parte delantera del vehículo, pero en una entrada lateral del parachoques.

^{Intercooler de montaje lateral}

Debido a limitaciones de espacio, el tamaño de este radiador normalmente es bastante reducido, lo que podría influir en el aporte de potencia. En esta ubicación las tuberías tienen que ser más largas, debe llevarse el aire comprimido fuera del hueco motor y después volver a él. Para instalaciones sin mucha demanda será suficiente, pero si queremos generar mucha potencia, la mayoría de la gente preferirá una configuración central FMIC.

Montaje frontal – FMIC (Front Mount Intercooler)

Un intercooler de montaje frontal es una instalación en la que conseguiremos una admisión con una menor temperatura de admisión y además una mejor presencia estética. Un intercooler grande montado en el parachoques es una forma fácil de identificar a otro entusiasta del automóvil. Hay varias discusiones entre el uso de un intercooler frontal o superior en términos de retardo de potencia y aumento real de potencia. Mientras que un sistema frontal siempre tendrá la temperatura más baja de admisión de todas las opciones de montaje, también sufrirá el mayor retardo de potencia. Hay que tener en cuenta este punto, dependiendo de la potencia de su vehículo y las aspiraciones del proyecto, pero para una refrigeración óptima esta es la mejor opción.

^{Intercooler de montaje frontal}

El intercooler en esta configuración se sitúa en la abertura del parachoques delantero, donde se puede conseguir un flujo de aire óptimo en el enceldado del intercooler. El intercooler impedirá el flujo de aire hacia el radiador situado detrás de él, lo que provoca una restricción en el flujo de aire de ese radiador. Esta configuración podría afectar negativamente las temperaturas del refrigerante, no suele ser un gran problema, pero sin duda hay que tenerlo en cuenta.

Resumiendo, la elección de la configuración del intercooler debe basarse por su vehículo y sus objetivos. Para una mejor temperatura, instalación frontal; para una demanda de potencia sin retardo, instalación superior.

Acabados del depósito lateral

Aunque los depósitos laterales de un intercooler pueden parecer insignificantes en comparación con el núcleo, la cantidad de fallos causados por un diseño deficiente de esta zona hacen que sea un punto a tener en cuenta. Elegir el tipo correcto de acabado ayudará a elegir un intercooler fiable en el tiempo y además juega un papel importante en el flujo de aire real a través del núcleo. Si el diseño no es eficiente para mover el aire que genera el coche no podrá aprovechar al máximo el intercooler que ha elegido.

Plástico

Para ser honesto, el plástico no es algo que quieres en un intercooler para sacar el mejor rendimiento de tu coche. Los tanques de plástico son idóneos para vehículos de serie, ya que los fallos son mínimos…, hasta que modificas algo y los niveles de potencia incrementan. Un tanque de plástico fabricado en serie es bastante más barato y más ligero que las opciones de aluminio. Los fabricantes de automóviles están buscando bajos costes y peso reducido para los componentes de sus vehículos, esto explica por qué casi todos los coches modernos equipan radiadores con tanques de plástico de fábrica.

^{Tanques laterales de plástico}

Como puedes imaginar, el plástico comenzará a debilitarse con el tiempo a medida que las constantes variaciones de temperatura y presión afecten a su integridad y produzcan un fallo. Normalmente suelen romperse o agrietarse durante un momento de alta exigencia. Cuando probamos esta teoría para probar la resistencia a la presión real de un intercooler con plástico el resultado fue una explosión. Échale un vistazo.

https://www.youtube.com/embed/NXrt5Cp2Ulc

En la conexión crimpada hay una junta de goma, que sella la unión entre el núcleo de aluminio y el tanque de plástico. Las aletas onduladas se doblan contra el interior del tanque para mantener los dos componentes firmemente unidos. A parte de una rotura total, las conexiones del engarzado pueden irse abriendo con una exigencia constante y probablemente causen una fuga de aire en el intercooler.

Las conexiones con fugas, si son pequeñas, pueden pasar desapercibidas y provocar un desgaste adicional del turbocompresor y del motor. Si se tiene un intercooler con tanques de plástico, puede ser conveniente examinarlo la próxima vez que realices el mantenimiento del vehículo. Las áreas con fugas generalmente se pueden localizar por filtraciones de aceite.

^{Filtración en el crimpado del intercooler}

Una ventaja del uso del plástico como material para la fabricación del tanque es que es fácilmente moldeable y puede diseñarse para proporcionar un flujo realmente eficiente. En cualquier caso, si buscamos rendimiento hay que buscar un intercooler fabricado en aluminio.

Estampado

Los tanques de aluminio estampados tienen un coste más bajo en grandes tiradas de fabricación y cuentan con la durabilidad añadida de un diseño de una sola pieza. Estos tanques se pueden encontrar en vehículos con turbos antiguos, como la segunda generación de Cummins y Mitsubishi Evo, y normalmente están soldados al núcleo enceldado.

Los intercoolers con tanques estampados pueden soportar altas presiones, sin embargo, suelen estar construidos con un núcleo de estándar de tubo y aleta. Estos intercoolers con tanques estampados son duraderos y el aire fluye razonablemente bien, y son mucho más resistentes que los de plástico, pero no suelen ser habituales como intercoolers de serie.

^{Tanques de intercooler estampados}

Aluminio cortado y soldado

^{Intercooler con tanques cortados y soldados}

A nuestro modo de ver, un intercooler con los tanques de aluminio cortado y soldado sólo son superados por un tanque de aluminio fundido. Podríamos decir que es la segunda mejor opción para un intercooler para tu vehículo. Al utilizar aluminio y estar soldado al núcleo, elimina los puntos de fallo asociados a los intercoolers con plástico. Estos tanques están fabricados de numerosas piezas de aluminio, lo que nos da varios puntos potenciales de fallo. La soldadura de precisión, las pruebas adecuadas y los controles de calidad son necesarios para evitar defectos en el diseño. Por lo general, un intercooler bien fabricado ofrece una excelente durabilidad y debe resistir casi cualquier exigencia de potencia.

^{Fabricación de un intercooler}

Como siempre, hay algún inconveniente. Este tipo de tanque está construido a partir de numerosas piezas de aluminio plano, no permite un buen diseño de la superficie interna para mejorar el flujo de aire. Conseguir un flujo de aire suave es un gran desafío o directamente imposible.

Para la mayoría de instalaciones un intercooler de aluminio cortado y soldado cumplirá las expectativas, pero… ¿Por qué conformarse con lo segundo mejor?

Aluminio fundido

^{Intercooler con tanques fundidos}

No pretendo forzarte a tomar una decisión, pero este es el tipo de intercooler definitivo para un proyecto que no requiera más que lo mejor. Combinando los mejores puntos de fiabilidad y flujo de aire, un intercooler con los tanques de aluminio fundido debe ser el primero de la lista. El diseño es un bloque de una sola pieza de aluminio soldado al núcleo con soldadura TIG. En la imagen puedes ver unas piezas fundidas de un intercooler para el STi 2008-2014.

^{Tanques de intercooler fundidos}

^{Tanques de intercooler fundidos}

Este diseño elimina los puntos sensibles a fallar de las conexiones crimpadas, las soldaduras deficientes y de los tanques de plástico. El espesor de las paredes del tanque pueden variar según los requisitos de presión, en Mishimoto normalmente se diseñan los tanques con una pared de 4 mm de grosor. Esto significa que pueden soportar cualquier presión del sobrealimentador sin preocuparse por destrozar el intercooler. Sin embargo, si puedes hacerlo, mándanos las fotos.

Junto con una construcción más robusta, este tipo de fabricación permite a los ingenieros optimizar el flujo de aire. Los ingenieros de Mishimoto utilizan un software CFD para garantizar que el tanque proporcione flujo de aire en toda la extensión del núcleo enceldado. Esto es especialmente importante para los intercoolers que son muy altos. Además de esto, incluso podemos colocar difusores para guiar el aire a partes del núcleo donde no llegaría.

^{Análisis CFD de un intercooler}

^{Análisis CFD de un intercooler}

Toda esta innovación da como resultado una mayor transferencia de calor. Aunque el resultado sólo sea unos pocos grados de diferencia, nos resulta útil gastar el tiempo para crear un intercooler que sea nuestro mejor trabajo.

Un intercooler con el tanque de aluminio fundido será la elección perfecta desde el punto de vista de la mejor construcción y de la mejor opción para el consumidor.

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