Durante las mañanas de invierno, una de las costumbres más extendidas entre los conductores es la de poner en marcha el vehículo y encender de inmediato la climatización a la máxima temperatura y velocidad del ventilador. La consecuencia inmediata suele ser una corriente de aire gélido dirigida hacia el habitáculo que no solo no aporta confort térmico, sino que retrasa el calentamiento general del sistema.
A diferencia del aire acondicionado, que recurre a un compresor dedicado capaz de generar frío en cuestión de segundos mediante la compresión y expansión de un gas refrigerante, la calefacción convencional en un coche con motor de combustión interna es un sistema de aprovechamiento energético estrictamente pasivo.
Calor residual, masa metálica e inercia del refrigerante
El sistema de calefacción tradicional no genera energía térmica de forma autónoma, sino que aprovecha el calor residual derivado de las pérdidas termodinámicas de la combustión. En un propulsor térmico, aproximadamente dos tercios de la energía del carburante se pierden en forma de calor o a través de los gases de escape y del propio motor.
Para transferir parte de esa energía al interior del coche, el circuito de refrigeración deriva una bifurcación hacia el habitáculo mediante conductos que conectan con un pequeño radiador secundario: el intercambiador de calor de la calefacción (que suele estar bajo el salpicadero).
Sin embargo, cuando el vehículo ha permanecido horas a baja temperatura ambiental:
- El bloque motor y la culata (de fundición de hierro o aleación de aluminio) pesan entre 80 y 180 kilogramos y se encuentran a la misma temperatura que el exterior (por ejemplo, a 0 °C).
- En los primeros minutos, casi la totalidad de la energía liberada por las detonaciones se absorbe en calentar las partes metálicas del motor y el aceite de lubricación, cuya viscosidad cinemática debe reducirse rápidamente para proteger cojinetes y cilindros.
- El refrigerante que circula hacia el radiador de la calefacción permanece frío. Si en ese instante se acciona el ventilador de la calefacción a gran velocidad, el flujo forzado de aire exterior enfría todavía más el intercambiador, extrayendo el poco calor acumulado y devolviendo un aire totalmente frío al habitáculo.
Qué más tener en cuenta
Para optimizar el calentamiento del propulsor y reducir las emisiones contaminantes en fase fría, el circuito de refrigeración está gobernado por una válvula termostática: el termostato.
Mientras la temperatura del líquido refrigerante no alcanza su cota operativa (habitualmente tarada entre los 82 °C y los 90 °C), el termostato permanece cerrado, bloqueando el paso hacia el radiador principal frontal para no enfriar el motor con el aire de marcha. Aunque el circuito secundario que alimenta la calefacción interior suele permanecer abierto para permitir la circulación, forzar la ventilación del habitáculo en esta fase roba calorías críticas al bloque, prolongando el tiempo que el motor tarda en alcanzar su temperatura óptima de servicio y elevando el consumo de combustible.
En los motores Diesel modernos y en los de gasolina de baja cilindrada con inyección directa, este retardo térmico se acentúa aún más debido a su elevado rendimiento termodinámico: disipan muy poco calor al refrigerante cuando ruedan al ralentí o a baja carga en ciudad. Para mitigar este problema, muchos fabricantes incorporan en el módulo de ventilación resistencias calefactoras auxiliares cerámicas de tipo PTC (Positive Temperature Coefficient). Estos elementos eléctricos consumen entre 800 y 1.200 vatios de la red de a bordo para templar el flujo de aire en uno o dos minutos, sirviendo de puente térmico hasta que el circuito hidráulico asume por completo la demanda.