1. INTRODUCCIÓN: LA ELECTRICIDAD EN EL VEHÍCULO

La electricidad es imprescindible en el automóvil actual. Incluso en un vehículo equipado con motor de combustión interna, cuya energía para desplazarse procede principalmente de la combustión del carburante, resulta imposible iniciar y mantener el funcionamiento normal sin una instalación eléctrica. La batería proporciona energía cuando el motor está detenido, el motor de arranque convierte esa energía eléctrica en movimiento para iniciar el giro del motor térmico y, una vez que este se encuentra en funcionamiento, el alternador genera la energía necesaria para alimentar los consumidores y reponer la carga extraída de la batería.

A estos tres elementos fundamentales —batería, motor de arranque y alternador— se añaden los circuitos de alumbrado, señalización, climatización, limpiaparabrisas, ventiladores, bombas eléctricas, sistemas de seguridad, centralitas electrónicas, sensores, actuadores y numerosos equipos auxiliares. En un vehículo sanitario pueden existir además consumidores vinculados a las comunicaciones, señalización prioritaria, iluminación interior, climatización asistencial y otros equipos cuya disponibilidad depende de una alimentación eléctrica fiable.

El programa oficial mantiene igualmente órganos propios de los sistemas clásicos de encendido de los motores de gasolina: bobina, ruptor, condensador, distribuidor, delco y bujías. Algunos de estos dispositivos, especialmente el ruptor mecánico, el condensador asociado a los platinos y el distribuidor convencional, han desaparecido de la mayoría de automóviles modernos, sustituidos por sistemas de encendido electrónico gestionados por unidades de control y bobinas individuales o agrupadas. Sin embargo, continúan expresamente dentro del temario y el SAS los ha utilizado repetidamente para construir preguntas de examen. Por ello deben estudiarse en profundidad y no descartarse como simples elementos históricos.

También es importante separar el sistema de alimentación eléctrica del sistema de encendido. La batería y el alternador pertenecen al primero. En un motor de gasolina clásico, la bobina, el ruptor, el condensador, el distribuidor y las bujías forman parte del segundo. La misión del encendido es conseguir que salte una chispa suficientemente energética en la bujía correspondiente, en el momento apropiado y siguiendo el orden de encendido previsto para los cilindros.

Esta separación evita algunos de los distractores más habituales. Una bobina de encendido no genera la electricidad que recarga la batería; transforma la tensión para posibilitar la chispa. El alternador no pone directamente en movimiento el motor durante el arranque; esa función corresponde al motor de arranque. El Béndix tampoco forma parte del alternador: pertenece al mecanismo mediante el cual el motor de arranque engrana temporalmente con la corona del volante motor.

En los vehículos híbridos y eléctricos la arquitectura es más compleja. Junto a una red convencional de baja tensión existe un sistema de alta tensión destinado a la propulsión. Este último queda fuera del mantenimiento elemental que puede realizar un conductor sin formación técnica específica. Los cables y componentes de alta tensión, habitualmente identificados de manera claramente diferenciada, únicamente deben ser manipulados por personal debidamente cualificado. Para la oposición, esta evolución sirve sobre todo para comprender que la electricidad del vehículo ha adquirido una importancia todavía mayor, pero no elimina los conceptos clásicos contenidos expresamente en el programa.

Desde la perspectiva del/la celador/a-conductor/a, el objetivo no es convertirse en electricista de automoción, sino comprender el funcionamiento básico, reconocer síntomas de avería, efectuar las comprobaciones elementales autorizadas, utilizar el vehículo de forma segura y comunicar correctamente las anomalías al servicio responsable. Saber que una batería descargada, un alternador que no carga y un motor de arranque averiado pueden producir síntomas distintos evita actuaciones inadecuadas y mejora la conservación del vehículo.

2. FUNDAMENTOS ELÉCTRICOS: TENSIÓN, INTENSIDAD, RESISTENCIA Y POTENCIA

Para comprender cualquier circuito eléctrico del automóvil conviene dominar cuatro magnitudes básicas: tensión o voltaje, intensidad de corriente, resistencia y potencia. No es necesario realizar cálculos complejos para la oposición, pero sí identificar qué representa cada magnitud, en qué unidad se expresa y con qué instrumento se mide.

2.1. Tensión eléctrica

La tensión, diferencia de potencial o voltaje representa la capacidad de producir movimiento de cargas eléctricas entre dos puntos. Su unidad es el voltio, V. En un automóvil convencional se habla habitualmente de una instalación nominal de 12 V; muchos vehículos pesados utilizan instalaciones de 24 V obtenidas, entre otras posibilidades, mediante la asociación apropiada de baterías.

La palabra «nominal» es importante. Decir que una batería es de 12 V no significa que deba medir exactamente 12,00 V en todas las circunstancias. Su tensión efectiva depende del estado de carga, de si está recibiendo carga, de la temperatura y de la corriente que esté entregando. Por ello, las mediciones concretas deben interpretarse conforme a las especificaciones del fabricante y al procedimiento de diagnóstico.

2.2. Intensidad de corriente

La intensidad expresa la cantidad de carga eléctrica que circula por un conductor en un determinado tiempo. Su unidad es el amperio, A. El motor de arranque constituye uno de los consumidores que mayores intensidades demanda en una instalación convencional. Por esta razón se conecta mediante cables de sección considerable y se gobierna mediante un contactor o solenoide capaz de manejar una corriente que no podría atravesar directamente un pequeño interruptor de mando.

El instrumento destinado a medir intensidad es el amperímetro. En un circuito ideal de medida debe intercalarse en serie con el circuito cuya corriente se pretende conocer. Esta diferencia es esencial respecto al voltímetro, que se conecta entre dos puntos para determinar su diferencia de potencial.

2.3. Resistencia

La resistencia eléctrica es la oposición que presenta un elemento al paso de la corriente. Se expresa en ohmios, Ω. Todo conductor real presenta resistencia, aunque sea muy pequeña. Cuando aparece una resistencia no deseada en una conexión —por oxidación, suciedad, un terminal flojo o un cable deteriorado— se produce una caída de tensión que puede alterar el funcionamiento de los receptores.

La relación elemental entre tensión, corriente y resistencia se resume mediante la ley de Ohm: tensión = intensidad × resistencia. Expresada con sus símbolos habituales: V = I × R. Así, para una tensión determinada, un aumento de resistencia reduce la corriente; y para una resistencia fija, un aumento de tensión produce una corriente mayor.

2.4. Potencia

La potencia eléctrica expresa la rapidez con la que se transforma o consume energía. Se mide en vatios, W. En corriente continua puede obtenerse, en su forma elemental, multiplicando tensión por intensidad: P = V × I. Un consumidor potente necesita más corriente que otro de menor potencia cuando ambos trabajan a la misma tensión.

Un circuito eléctrico funcional necesita además una fuente, conductores, uno o varios receptores y elementos de mando y protección. La batería puede actuar como fuente; una lámpara, un motor eléctrico o una unidad electrónica son receptores; el interruptor permite abrir o cerrar el circuito; y el fusible protege el cableado frente a intensidades anormalmente elevadas.

En los automóviles se utiliza ampliamente la propia estructura metálica como conductor de retorno, lo que se conoce como conexión a masa. En la mayoría de turismos modernos el polo negativo de la batería está unido a la carrocería y al conjunto motor. Una conexión de masa defectuosa puede generar síntomas aparentemente inconexos: arranque lento, iluminación irregular, errores electrónicos o calentamiento de conexiones.

3. CORRIENTE CONTINUA Y CORRIENTE ALTERNA

La corriente continua y la corriente alterna son dos formas fundamentales de circulación de la corriente eléctrica. Su diferenciación es especialmente importante en este tema porque constituye la base para distinguir batería, dinamo y alternador.

3.1. Corriente continua

En corriente continua, la polaridad mantiene una orientación definida y el flujo convencional de corriente conserva el mismo sentido. Se representa habitualmente mediante las siglas CC o DC. La batería del automóvil suministra corriente continua. También necesitan corriente continua muchos receptores de la instalación eléctrica convencional.

La dinamo utilizada históricamente en automoción entrega corriente continua gracias a un sistema de conmutación mecánica formado por colector y escobillas. Este dato ha sido objeto directo de examen SAS y debe memorizarse sin ambigüedad: dinamo → corriente continua.

3.2. Corriente alterna

En la corriente alterna, la magnitud y el sentido varían periódicamente. Se representa mediante las siglas CA o AC y el conocido signo ondulado. El alternador, como indica su denominación, genera inicialmente corriente alterna mediante inducción electromagnética.

La batería, sin embargo, necesita corriente continua para cargarse correctamente y la red convencional del vehículo trabaja fundamentalmente en continua. Por ello el alternador incorpora un puente rectificador de diodos cuya misión es transformar la corriente alterna generada en una corriente unidireccional adecuada para la instalación.

Esta tabla resume además distintas transformaciones energéticas. La batería transforma energía química en eléctrica durante la descarga. La dinamo y el alternador convierten energía mecánica en eléctrica. El motor de arranque realiza la transformación inversa: recibe energía eléctrica y la convierte en energía mecánica.

La distinción entre generador y motor eléctrico es otra cuestión conceptual útil. Un generador recibe movimiento y produce electricidad. Un motor eléctrico recibe electricidad y produce movimiento. El alternador y la dinamo pertenecen al primer grupo; el motor de arranque, al segundo.

4. LA BATERÍA

La batería es un acumulador electroquímico capaz de almacenar energía y suministrarla como corriente continua. En el vehículo convencional cumple varias funciones: proporciona la energía necesaria para el arranque, alimenta consumidores cuando el generador no funciona o no produce suficiente energía, estabiliza la tensión de la red y recibe nuevamente energía del alternador durante la carga.

En los automóviles con motor térmico sigue predominando la batería de plomo de 12 V, aunque existen distintas tecnologías constructivas. Entre ellas se encuentran las baterías convencionales inundadas, las variantes EFB utilizadas en determinados sistemas de parada y arranque y las baterías AGM, en las que el electrolito queda absorbido en una estructura de fibra de vidrio. La sustitución debe hacerse por una batería compatible con las especificaciones del vehículo, porque los sistemas de gestión energética modernos pueden exigir una tecnología concreta.

4.1. Constitución básica

Una batería convencional de plomo está formada por vasos o celdas conectados internamente en serie. En una batería nominal de 12 V existen seis celdas. Cada una contiene placas positivas y negativas inmersas o asociadas a un electrolito. Durante la descarga se producen reacciones químicas que permiten entregar corriente; durante la carga, el proceso se invierte dentro de los límites propios del acumulador.

Exteriormente destacan la caja, la tapa, los bornes positivo y negativo y, según el tipo, dispositivos de ventilación o elementos de control del electrolito. La polaridad nunca debe confundirse. Una inversión accidental puede provocar daños graves en equipos electrónicos, diodos del alternador y cableado.

4.2. Capacidad

La capacidad se expresa normalmente en amperios-hora, Ah y proporciona una referencia de la cantidad de carga que la batería puede entregar bajo unas condiciones de ensayo determinadas. No debe confundirse con la corriente máxima de arranque. Una batería puede tener una capacidad determinada en Ah y, además, una especificación distinta relativa a su capacidad de suministrar una intensidad elevada a baja temperatura.

4.3. Conexión en serie

Cuando dos baterías apropiadas se conectan en serie, el polo positivo de una se conecta con el negativo de la siguiente. Las tensiones se suman. Así, dos baterías de 12 V en serie forman un conjunto nominal de 24 V. En la asociación ideal la capacidad en Ah del conjunto corresponde a la capacidad de cada batería individual si ambas son iguales.

4.4. Conexión en paralelo

En una conexión en paralelo se unen entre sí los polos positivos y, por otra parte, los negativos. La tensión nominal se mantiene, mientras aumenta la capacidad disponible. Dos baterías compatibles de 12 V y la misma capacidad conectadas en paralelo continúan proporcionando un sistema nominal de 12 V, pero con una capacidad total superior.

4.5. Mantenimiento y seguridad

Una batería debe mantenerse firmemente sujeta, limpia y con conexiones seguras. La presencia de corrosión en los bornes incrementa la resistencia de contacto y puede dificultar tanto la carga como el arranque. Deben revisarse los terminales y el sistema de fijación conforme a las indicaciones de mantenimiento del vehículo.

En baterías selladas no debe intentarse una apertura no prevista por el fabricante. En baterías que sí permitan mantenimiento, cualquier intervención sobre el electrolito exige precauciones específicas porque contiene sustancias corrosivas. Durante determinadas fases de carga también pueden liberarse gases inflamables, por lo que deben evitarse llamas, cigarrillos, chispas y cortocircuitos.

Cuando un vehículo incorpora gestión electrónica de batería, sistemas Start-Stop o configuraciones híbridas, la sustitución puede requerir procedimientos específicos de registro o adaptación. El/la conductor/a debe limitarse a las comprobaciones y actuaciones autorizadas por los protocolos de mantenimiento del vehículo.

5. SISTEMA CLÁSICO DE ENCENDIDO: BOBINA Y CIRCUITOS PRIMARIO Y SECUNDARIO

Los motores de gasolina de encendido provocado necesitan una chispa que inicie la combustión de la mezcla aire-combustible. El sistema de encendido debe generar esa chispa con energía suficiente, hacerla llegar al cilindro correspondiente y producirla en el instante apropiado. En los sistemas clásicos esta función se realiza mediante batería, llave de contacto, bobina, ruptor, condensador, distribuidor, cables de alta tensión y bujías.

La instalación se estudia tradicionalmente dividida en circuito primario, de baja tensión, y circuito secundario, de alta tensión. Esta división es fundamental para resolver preguntas tipo test.

5.1. Circuito primario

El circuito primario comprende la fuente de alimentación, la llave de contacto, el devanado primario de la bobina y, en el sistema clásico, el ruptor y el condensador. Cuando los contactos del ruptor están cerrados circula corriente por el devanado primario de la bobina y se establece un campo magnético.

Cuando el ruptor abre el circuito, la corriente del primario se interrumpe bruscamente y el campo magnético de la bobina cambia rápidamente. Esa variación induce una elevada tensión en el devanado secundario. El condensador conectado en paralelo con los contactos del ruptor contribuye a reducir el arco eléctrico y favorece un colapso rápido y eficaz del campo magnético.

5.2. Circuito secundario

El circuito secundario comienza en el devanado secundario de la bobina, donde se obtiene la alta tensión. En un encendido convencional con distribuidor, esa tensión llega al centro de la tapa del distribuidor, pasa al rotor y se dirige sucesivamente hacia el terminal correspondiente a cada cilindro. Desde allí viaja por un cable de alta tensión hasta la bujía.

En la bujía, la elevada diferencia de potencial permite ionizar el espacio entre los electrodos y producir la chispa que inicia la combustión. Por tanto, las bujías pertenecen al circuito secundario, no al primario.

En otro examen se planteó una variante ofreciendo llave de contacto, amperímetro, distribuidor y ruptor. La plantilla señaló distribuidor como elemento que no pertenece al primario, al entenderlo como el dispositivo que reparte la alta tensión del secundario. Estas preguntas demuestran que el tribunal no se limita a exigir nombres: exige conocer el recorrido funcional de la corriente.

5.3. La bobina de encendido

La bobina es el elemento capaz de conseguir la alta tensión necesaria para producir la chispa. Está constituida esencialmente por un núcleo ferromagnético y dos devanados: uno primario, formado por un número relativamente pequeño de espiras de conductor de mayor sección, y otro secundario, con muchas más espiras de hilo fino.

Su funcionamiento se basa en la inducción electromagnética. Mientras circula corriente por el primario se crea un campo magnético. Cuando la corriente se interrumpe rápidamente, la variación del flujo magnético induce una tensión en los devanados y, debido a la gran relación de espiras, la tensión generada en el secundario alcanza valores muy superiores a los de la instalación de batería.

Los vehículos modernos conservan el principio electromagnético de la bobina, pero ya no necesitan necesariamente ruptor ni distribuidor. Una unidad electrónica determina el momento de encendido y controla transistores de potencia. Puede existir una bobina por cilindro colocada directamente sobre la bujía, eliminando cables de alta tensión y elementos mecánicos de distribución.

6. RUPTOR Y CONDENSADOR

6.1. El ruptor

El ruptor, conocido tradicionalmente como «platinos», es un interruptor mecánico que abre y cierra el circuito primario de la bobina de encendido. Se encuentra en el distribuidor de los sistemas convencionales y es accionado por una leva solidaria con su eje. La forma de la leva hace que los contactos se separen en momentos determinados.

Cuando los contactos permanecen cerrados, circula corriente por el devanado primario y se crea el campo magnético de la bobina. Cuando la leva separa los contactos, el circuito se abre bruscamente. Esa interrupción provoca la variación de flujo que permite inducir la alta tensión en el secundario.

Por tanto, la palabra «ruptor» describe bien su función: romper o interrumpir la corriente del circuito primario. No genera por sí mismo la chispa de combustión y no pertenece al circuito secundario.

6.2. El condensador

El condensador es un componente capaz de almacenar temporalmente carga eléctrica. En el sistema clásico se conecta asociado al ruptor. Cuando los contactos comienzan a separarse, la autoinducción del circuito tendería a mantener la corriente y podría producir un arco eléctrico entre ellos. El condensador absorbe momentáneamente parte de esa energía y reduce la formación del arco.

Esta función tiene dos consecuencias importantes. En primer lugar, protege los contactos del ruptor frente a un deterioro acelerado. En segundo lugar, permite que la corriente primaria se interrumpa con mayor rapidez, favoreciendo una variación rápida del campo magnético de la bobina y una inducción eficaz de alta tensión.

Por tanto, no debe memorizarse que el condensador «produce la chispa». La chispa aparece finalmente en la bujía. El condensador trabaja en el circuito primario ayudando a que la interrupción realizada por el ruptor sea eléctricamente adecuada.

El mantenimiento clásico del ruptor incluía comprobar estado y separación de los contactos y ajustar el sistema según especificaciones. Una separación incorrecta modificaba el tiempo durante el cual la corriente podía circular por el primario y alteraba el momento de apertura. En un vehículo moderno esta operación ha desaparecido porque la conmutación es electrónica.

Los encendidos electrónicos sustituyeron los contactos mecánicos por captadores y transistores. Esto evita desgaste, permite controlar con mayor precisión el instante de chispa y facilita que una unidad electrónica adapte el encendido a régimen, carga, temperatura, detonación y otras variables. Sin embargo, el principio básico continúa siendo producir una variación controlada de corriente en la bobina para obtener alta tensión.

7. DISTRIBUIDOR Y DELCO

El distribuidor de encendido es el dispositivo utilizado en los sistemas clásicos para sincronizar determinadas funciones del encendido y, sobre todo, repartir la alta tensión procedente de la bobina entre las distintas bujías respetando el orden de encendido del motor.

Su eje gira sincronizado mecánicamente con el motor. En los sistemas más tradicionales incorpora una leva que acciona el ruptor, el propio ruptor, el condensador y mecanismos de avance. En la parte superior se encuentran el rotor y la tapa del distribuidor. El cable central procedente de la bobina lleva la alta tensión hasta la tapa y el rotor la dirige secuencialmente a cada borne periférico. De estos bornes salen los cables hacia las bujías.

7.1. Rotor y tapa

El rotor gira dentro de la tapa. Su extremo conductor pasa sucesivamente frente a los contactos correspondientes a los cilindros. No existe contacto permanente directo con cada borne; la alta tensión puede salvar una pequeña separación. Cada salida debe estar conectada a la bujía correcta conforme al orden de encendido.

Una tapa agrietada, húmeda, carbonizada o con contactos deteriorados puede originar fugas de alta tensión, fallos de encendido y dificultades de arranque. Los cables de alta tensión también pueden degradarse y producir pérdidas, especialmente en condiciones de humedad.

7.2. Avance de encendido

En los distribuidores clásicos podía existir regulación automática del avance mediante mecanismos centrífugos y por depresión. La finalidad era adaptar el momento de la chispa a las condiciones de funcionamiento. A medida que cambian las revoluciones y la carga del motor, el instante óptimo de encendido también cambia.

Los sistemas electrónicos actuales calculan el avance mediante la unidad de control del motor a partir de sensores y mapas de funcionamiento. Esto permite una precisión muy superior y elimina los mecanismos mecánicos de avance del distribuidor.

7.3. ¿Qué es el delco?

En el lenguaje tradicional de automoción español se utiliza frecuentemente la palabra delco para designar el distribuidor o el conjunto distribuidor del encendido. Por ello, en el contexto del temario no deben estudiarse «delco» y «distribuidor» como si fueran dos órganos completamente independientes. El término delco se ha consolidado como denominación coloquial del dispositivo distribuidor de los sistemas clásicos.

La evolución hacia bobinas dobles, sistemas de chispa perdida y posteriormente bobinas individuales permitió eliminar el distribuidor mecánico. En un sistema de bobina sobre bujía, la unidad electrónica controla directamente la bobina correspondiente a cada cilindro. Desaparecen tapa, rotor, ruptor y cables convencionales de alta tensión.

También debe evitarse una interpretación excesivamente rígida de la expresión «el distribuidor pertenece al circuito secundario». El conjunto distribuidor clásico puede alojar el ruptor y el condensador, que intervienen en el primario, al mismo tiempo que su rotor y tapa distribuyen la alta tensión del secundario. Cuando una pregunta de examen habla del distribuidor como elemento funcional que reparte alta tensión, lo sitúa en el secundario; cuando pregunta dónde se alojan ruptor y condensador, la respuesta puede ser igualmente «en el distribuidor». La aparente contradicción desaparece al distinguir el conjunto físico de las funciones eléctricas de cada parte.

8. LAS BUJÍAS

La bujía es el elemento situado en la culata de los motores de gasolina de encendido provocado que permite producir la descarga eléctrica dentro de la cámara de combustión. Constituye el punto final del circuito secundario de encendido.

La bujía debe soportar condiciones muy exigentes: elevada temperatura, presión, productos de combustión, vibraciones y una alta diferencia de potencial. A pesar de ello, debe mantener aislamiento eléctrico entre su electrodo central y la masa hasta que la tensión sea suficiente para provocar la chispa en el espacio previsto.

8.1. Elementos básicos

Una bujía convencional comprende un borne de conexión, un aislador cerámico, un electrodo central, cuerpo metálico roscado y uno o varios electrodos de masa. El cuerpo se rosca en la culata y establece contacto eléctrico con masa. Entre el electrodo central y el de masa existe una separación calibrada.

Cuando la tensión alcanza el valor necesario, el gas entre los electrodos se ioniza y se produce una descarga. Esa chispa inicia la combustión de la mezcla comprimida. La energía, duración y momento de la chispa dependen del sistema de encendido.

8.2. Grado térmico

Las bujías se diseñan con diferente capacidad para evacuar calor hacia la culata, lo que se expresa mediante su grado térmico. La nomenclatura depende del fabricante, por lo que no debe asumirse que una numeración mayor signifique universalmente una bujía más caliente o más fría. Debe utilizarse siempre la referencia especificada para el motor.

Una bujía que trabaja demasiado fría puede acumular depósitos y ensuciarse; una que alcance temperaturas excesivas puede favorecer fenómenos perjudiciales. Por ello no se debe sustituir una referencia por otra basándose únicamente en dimensiones aparentemente iguales.

8.3. Separación de electrodos

La distancia entre electrodos influye en la tensión necesaria para producir la chispa. Una separación incorrecta puede dificultar el encendido o alterar su calidad. En motores modernos muchas bujías se suministran preparadas conforme a especificaciones concretas y determinadas tecnologías no deben manipularse como se hacía con algunos modelos tradicionales.

8.4. Síntomas relacionados con las bujías

Una bujía defectuosa puede provocar fallos de encendido, funcionamiento irregular, pérdida de rendimiento, aumento del consumo, dificultad de arranque y encendido del testigo de avería del motor. Sin embargo, esos síntomas no identifican por sí solos una bujía dañada: una bobina defectuosa, un inyector, una fuga de admisión o problemas de compresión pueden producir manifestaciones similares.

La observación del aspecto de una bujía ha sido tradicionalmente una herramienta de diagnóstico, pero en los motores actuales debe complementarse con la lectura de averías y las pruebas indicadas por el fabricante. Para el/la celador/a-conductor/a lo importante es reconocer que una irregularidad persistente del motor debe comunicarse y no intentar sustituir componentes sin procedimiento autorizado.

9. LA DINAMO

La dinamo es un generador que transforma energía mecánica de rotación en energía eléctrica y proporciona corriente continua en sus bornes mediante conmutación mecánica. Fue utilizada históricamente para alimentar la instalación eléctrica y recargar la batería de los automóviles antes de la generalización del alternador.

El principio físico fundamental es la inducción electromagnética: cuando un conductor se mueve en un campo magnético de forma adecuada se induce en él una fuerza electromotriz. En una máquina eléctrica rotativa, el movimiento relativo entre conductores y campo magnético permite generar electricidad.

9.1. Elementos característicos

Entre los componentes clásicos de una dinamo se encuentran el inducido giratorio, el sistema inductor, colector, escobillas, carcasa, eje y elementos de apoyo. El colector segmentado y las escobillas realizan una conmutación mecánica que permite obtener en los terminales una corriente de sentido unidireccional.

Las escobillas son piezas conductoras que mantienen contacto deslizante con el colector. Debido a ese rozamiento sufren desgaste. El colector también necesita encontrarse en buen estado para garantizar una entrega estable.

9.2. Regulación

La energía generada depende de la velocidad de giro y de la intensidad del campo magnético, por lo que el sistema necesita regulación. Los sistemas clásicos podían utilizar reguladores electromecánicos con funciones de control de tensión, limitación de corriente y desconexión para impedir que, cuando la dinamo no generase suficiente tensión, la batería descargara corriente hacia el generador.

9.3. Inconvenientes frente al alternador

La dinamo presenta diversas limitaciones que favorecieron su sustitución: rendimiento menos satisfactorio a bajas revoluciones, mayores exigencias de mantenimiento en colector y escobillas, menor capacidad de generación en relación con el tamaño y limitaciones a regímenes elevados.

El alternador permite entregar corrientes elevadas, funciona adecuadamente en un rango amplio de revoluciones y emplea rectificación electrónica mediante diodos. Por estas razones terminó desplazando a la dinamo en la práctica totalidad de automóviles.

El hecho de que la dinamo esté obsoleta en automoción moderna no convierte sus preguntas en inválidas. El programa oficial la menciona expresamente y el tribunal ha preguntado tanto por su definición como por el tipo de corriente que suministra. En oposición, por tanto, debe dominarse como elemento clásico de electricidad del automóvil.

10. ALTERNADOR Y REGULACIÓN DEL SISTEMA DE CARGA

El alternador es el generador empleado de forma generalizada en los vehículos con motor térmico. Convierte energía mecánica procedente del motor en energía eléctrica. Mientras el motor funciona, alimenta los consumidores eléctricos y proporciona la corriente necesaria para recuperar la carga de la batería.

El movimiento suele transmitirse mediante una correa accionada por el motor. En determinados diseños el alternador puede integrarse en sistemas de gestión energética más complejos, pero el principio de funcionamiento continúa basado en la inducción electromagnética.

10.1. Rotor o inductor

El rotor es la parte giratoria. En el alternador convencional genera el campo magnético y se considera el conjunto inductor. La corriente de excitación que circula por su devanado permite modificar la intensidad del campo magnético.

10.2. Estátor o inducido

El estátor es la parte fija. Alberga los devanados en los que se induce la corriente eléctrica debido al campo magnético giratorio producido por el rotor. En la terminología clásica del alternador se denomina por ello inducido.

10.3. Rectificador

Los devanados del estátor producen corriente alterna, habitualmente trifásica. La instalación de baja tensión y la batería trabajan con corriente continua. Para hacer compatibles ambos sistemas se utiliza un puente rectificador compuesto por diodos.

El diodo permite el paso de corriente principalmente en un sentido y bloquea el contrario. La disposición apropiada de varios diodos permite rectificar las fases del alternador para obtener una salida de polaridad continua apta para la batería y los consumidores.

Un diodo defectuoso puede reducir la capacidad de carga, producir ondulación anormal o favorecer descargas. Su diagnóstico corresponde a personal técnico equipado con instrumentos adecuados.

10.4. Regulador de tensión

El sistema debe impedir que la tensión aumente sin control a medida que crece la velocidad de giro. Para ello se utiliza un regulador. En un alternador convencional el regulador modifica la corriente de excitación del rotor: si se necesita mayor generación incrementa la excitación dentro de los límites previstos; si la tensión tiende a subir excesivamente, la reduce.

Los antiguos reguladores eran dispositivos independientes o electromecánicos. Los reguladores modernos son electrónicos y suelen estar integrados en el alternador. En automóviles con gestión avanzada de energía, una unidad electrónica puede ordenar diferentes niveles de generación mediante comunicación digital para optimizar carga de batería, consumo y eficiencia.

10.5. Testigo de carga

El cuadro de instrumentos dispone de un testigo asociado al sistema de carga. Debe encenderse como parte de la comprobación inicial y apagarse normalmente cuando el motor funciona y el sistema opera correctamente. Si permanece encendido o aparece durante la marcha puede indicar una anomalía en el circuito de carga.

No debe interpretarse automáticamente como «batería averiada». El símbolo puede advertir de que la batería no está siendo cargada correctamente, por ejemplo debido a una avería del alternador, regulador, conexiones o accionamiento. Continuar circulando consumirá progresivamente la energía almacenada hasta que determinados sistemas dejen de funcionar.

10.6. Dinamo frente a alternador

El SAS utiliza esta comparación frecuentemente. La regla básica es sencilla: la dinamo suministra corriente continua mediante conmutación mecánica; el alternador genera corriente alterna y utiliza rectificación electrónica. Ambos convierten energía mecánica en eléctrica, pero pertenecen a generaciones tecnológicas diferentes.

11. MOTOR DE ARRANQUE Y BÉNDIX

Un motor térmico parado no puede iniciar espontáneamente su ciclo de funcionamiento. Es necesario hacerlo girar hasta que pueda aspirar aire, comprimirlo y producir las primeras combustiones. La función del motor de arranque consiste en proporcionar ese giro inicial utilizando la energía eléctrica almacenada en la batería.

El motor de arranque es, por tanto, un potente motor eléctrico de corriente continua diseñado para trabajar durante intervalos breves. Durante el arranque consume una intensidad elevada, razón por la cual el estado de la batería, los cables, las conexiones y las masas resulta crítico.

11.1. Constitución general

Un motor de arranque convencional integra carcasa, conjunto inductor, inducido o rotor, colector, escobillas, eje, mecanismo de accionamiento del piñón y contactor electromagnético o solenoide en los sistemas de preengranaje. Algunos modelos incorporan un tren reductor entre el motor eléctrico y el piñón para obtener el par necesario con un motor más compacto.

11.2. Solenoide

Al accionar el mando de arranque, una corriente relativamente pequeña activa el circuito de control. El solenoide desplaza el mecanismo que hace engranar el piñón con la corona del volante y, al final del recorrido, cierra unos contactos de potencia que permiten el paso de la elevada corriente al motor eléctrico.

El piñón transmite entonces el giro a la corona del volante motor. Cuando el motor térmico comienza a funcionar por sí mismo, el motor de arranque debe dejar de impulsarlo y desacoplarse rápidamente.

11.3. El Béndix

El término Béndix se emplea tradicionalmente para referirse al mecanismo de acoplamiento del piñón del motor de arranque con la corona del volante motor. En los diseños clásicos de inercia, el desplazamiento del piñón se obtenía mediante un mecanismo helicoidal e inercial. En los motores de arranque modernos es habitual un sistema de preengranaje accionado por solenoide y acompañado de una rueda libre.

Desde el punto de vista de oposición, la asociación fundamental es inequívoca: Béndix → motor de arranque. No pertenece a batería, dinamo ni alternador.

11.4. Rueda libre

Cuando el motor térmico arranca puede girar mucho más deprisa que el motor eléctrico de arranque. Si la corona arrastrara rígidamente el piñón, podría hacer girar el motor de arranque a una velocidad destructiva. El mecanismo de rueda libre permite transmitir par en el sentido necesario durante el arranque y evita que el motor térmico arrastre peligrosamente al eléctrico una vez iniciado.

11.5. Síntomas frecuentes

12. FUSIBLES, INTERRUPTORES, RELÉS Y PROTECCIÓN DE LOS CIRCUITOS

12.1. Fusibles

El fusible protege un circuito frente a una intensidad excesiva. Contiene un elemento calibrado que se funde cuando la corriente supera durante determinadas condiciones el valor para el que ha sido diseñado. Al abrir el circuito impide que continúe circulando una corriente capaz de sobrecalentar el cableado y provocar daños o incendios.

El fusible no protege principalmente al aparato para que «no se estropee»; su función esencial es proteger el circuito y el cableado frente a sobreintensidades. Por ello su intensidad nominal se relaciona con la sección de los conductores y las características del circuito.

Si un fusible se funde de nuevo inmediatamente, existe probablemente una avería como un cortocircuito o un consumidor defectuoso. Sustituir repetidamente fusibles sin solucionar la causa no constituye una reparación.

12.2. Interruptores

Un interruptor abre o cierra un circuito. Cuando está abierto interrumpe el camino eléctrico; cuando está cerrado permite la continuidad. Existen numerosos tipos: manuales, conmutadores, pulsadores, interruptores accionados por presión o posición y mandos electrónicos.

En esquemas eléctricos se representa de forma que pueda reconocerse visualmente si existe continuidad o una separación entre contactos. Esta representación permite seguir el recorrido de la corriente sin necesidad de ver físicamente la instalación.

12.3. Relés

El relé permite controlar un circuito de potencia mediante otro circuito de menor intensidad. En su versión electromecánica incorpora una bobina que, al ser excitada, crea un campo magnético y mueve una armadura que abre o cierra contactos.

Esta solución es útil en automoción porque permite que un pequeño interruptor gobierne consumidores que demandan intensidades mayores. También facilita reducir la longitud de determinados recorridos de potencia y permite el control electrónico de equipos.

En el motor de arranque se utiliza un principio parecido, aunque el solenoide realiza además una función mecánica de desplazamiento del piñón en muchos diseños. Los relés de potencia y contactores deben diferenciarse de los fusibles: el relé manda; el fusible protege.

12.4. Cortocircuito y circuito abierto

Un cortocircuito es una unión no prevista de resistencia muy baja entre puntos que puede generar una corriente excesiva. Un aislamiento dañado que permite que un conductor positivo toque masa es un ejemplo típico. El fusible debería abrir el circuito antes de que el cable alcance una temperatura peligrosa.

Un circuito abierto, en cambio, supone una interrupción de continuidad: cable cortado, conector desconectado, fusible fundido o interruptor abierto. En esas condiciones la corriente no puede recorrer el circuito completo.

12.5. Caídas de tensión y masas

No todas las averías son circuitos completamente abiertos o cortocircuitos. Una conexión oxidada puede introducir una resistencia anormal. Cuando circula una corriente elevada aparece una caída de tensión importante en ese punto. Este fenómeno es especialmente relevante en el arranque, porque pequeñas resistencias adicionales en cables y masas pueden impedir que llegue suficiente energía al motor de arranque.

13. SIMBOLOGÍA ELÉCTRICA BÁSICA

Los esquemas eléctricos representan cada componente mediante símbolos normalizados o convencionales. No es necesario memorizar todas las variantes empleadas por los fabricantes, pero sí reconocer los elementos expresamente citados en el programa: corriente continua, corriente alterna, fusible, resistencia, condensador, amperímetro, voltímetro, motor, generador e interruptor.

13.1. Corriente continua

La corriente continua suele identificarse mediante las letras CC o DC y mediante un símbolo formado por una línea continua asociada a una línea discontinua. La idea que debe acompañar al símbolo es polaridad definida y circulación unidireccional.

13.2. Corriente alterna

La corriente alterna se identifica mediante CA o AC y gráficamente mediante una línea ondulada o signo similar a una sinusoide. Debe asociarse inmediatamente con el alternador antes de la rectificación.

13.3. Fusible

El símbolo de fusible representa un elemento intercalado en serie con el conductor y preparado para abrir el circuito ante una sobreintensidad. Los estilos gráficos pueden variar, pero su ubicación en serie y su función protectora permiten identificarlo.

13.4. Resistencia

Una resistencia se representa como un elemento resistivo intercalado en el circuito. Dependiendo de la convención gráfica puede aparecer como un rectángulo o con otra forma estandarizada. Su magnitud característica se expresa en ohmios.

13.5. Condensador

El condensador se representa clásicamente mediante dos placas enfrentadas separadas. Existen variantes para condensadores polarizados. En el encendido clásico el condensador asociado al ruptor debe diferenciarse de una resistencia: el primero almacena carga temporalmente; la segunda se opone al paso de la corriente.

13.6. Amperímetro

El amperímetro suele representarse mediante un círculo con la letra A. Se emplea para medir intensidad y, conceptualmente, se instala en serie con la rama cuya corriente quiere medirse.

13.7. Voltímetro

El voltímetro se representa mediante un círculo con la letra V. Mide diferencia de potencial entre dos puntos y se conecta en paralelo entre esos puntos.

13.8. Motor

Un motor eléctrico puede representarse mediante un círculo con la letra M. La transformación que realiza es electricidad → movimiento. El motor de arranque es el ejemplo principal del tema.

13.9. Generador

Un generador puede representarse mediante un círculo con la letra G u otra identificación gráfica según la norma aplicada. Su transformación energética es movimiento → electricidad. Dinamo y alternador son generadores.

13.10. Interruptor

El interruptor se representa mediante dos contactos y un elemento móvil que puede unirlos o separarlos. Cuando existe separación el circuito está abierto; cuando los contactos quedan unidos existe continuidad.

14. AVERÍAS, COMPROBACIONES, MANTENIMIENTO Y SEGURIDAD

El conocimiento de la electricidad del vehículo debe permitir interpretar síntomas básicos sin caer en diagnósticos automáticos. Una misma manifestación puede tener varias causas, por lo que el/la conductor/a debe observar, efectuar únicamente las comprobaciones autorizadas y comunicar la incidencia con datos útiles.

14.1. El motor no arranca

Conviene diferenciar dos situaciones. En la primera, el motor térmico no gira al accionar el arranque. Aquí pueden intervenir batería descargada, bornes defectuosos, masas, circuito de mando, solenoide, motor de arranque o sistemas electrónicos de autorización.

En la segunda, el motor de arranque hace girar normalmente el motor térmico, pero este no llega a ponerse en marcha. En tal caso la causa puede encontrarse en encendido, alimentación de combustible, sensores, inmovilizador, compresión u otros sistemas. Cambiar la batería sin comprobar qué situación se produce puede ser inútil.

14.2. Arranque lento

Un giro lento puede deberse a estado insuficiente de la batería, resistencia elevada en bornes o masas, temperatura, aceite de viscosidad inadecuada para las condiciones, o problema del propio motor de arranque. La inspección visual de los terminales y el conocimiento del estado previo del vehículo proporcionan información relevante.

14.3. Testigo del sistema de carga

Si el testigo de carga aparece con el motor en funcionamiento, debe sospecharse una anomalía del sistema de generación. Puede ser alternador, regulador, accionamiento, cableado o conexiones. No significa necesariamente que la batería sea el componente averiado.

Reducir consumidores eléctricos no esenciales puede disminuir temporalmente la velocidad de descarga en determinadas situaciones, pero no constituye una reparación. En un vehículo asistencial debe primar siempre la seguridad y el protocolo establecido para garantizar la continuidad del servicio.

14.4. Fusible que se funde

Un fusible fundido puede ser el resultado de una avería momentánea, un consumidor defectuoso o un cortocircuito. Tras sustituirlo por otro exactamente adecuado, si vuelve a abrirse debe cesarse la sustitución repetitiva y buscar la causa. Instalar un fusible de mayor intensidad elimina parcialmente la protección calculada para el circuito y puede provocar sobrecalentamiento del cableado.

14.5. Encendido irregular en motores de gasolina

En sistemas clásicos pueden intervenir bujías, cables de alta tensión, tapa y rotor de distribuidor, ruptor, condensador o bobina. En sistemas actuales son frecuentes bobinas individuales, bujías, conectores, sensores y control electrónico. La lectura de códigos de diagnóstico debe interpretarse profesionalmente, porque un código de fallo de combustión no identifica por sí solo una pieza concreta.

14.6. Arranque con ayuda externa

El empleo de cables auxiliares o equipos de arranque debe hacerse únicamente conforme a las instrucciones del vehículo y del dispositivo utilizado. Los automóviles modernos pueden disponer de puntos específicos de conexión y sistemas electrónicos sensibles. La polaridad debe respetarse estrictamente.

En el procedimiento convencional, la conexión positiva se realiza respetando los bornes previstos y la conexión negativa final puede efectuarse en el punto de masa indicado por el fabricante, evitando generar una chispa junto a la batería. Sin embargo, no debe memorizarse este principio general como sustituto del manual del vehículo: existen configuraciones con baterías situadas en lugares poco accesibles, sensores de batería y puntos de asistencia específicos.

14.7. Prevención de cortocircuitos

Antes de efectuar cualquier operación autorizada sobre una batería debe evitarse que herramientas metálicas unan el positivo con masa. También debe impedirse la proximidad de llamas y fuentes de ignición. La desconexión de la batería en vehículos modernos puede afectar memorias, alarmas, elevalunas, sistemas de gestión o codificaciones, por lo que tampoco debe realizarse sin procedimiento.

14.8. Qué corresponde al/la celador/a-conductor/a

En el trabajo ordinario corresponde observar el estado general del vehículo, prestar atención a los testigos, comprobar las anomalías elementales previstas en el protocolo, conservar correctamente el vehículo y comunicar averías. No corresponde desmontar alternadores, abrir motores de arranque, reparar centralitas o manipular sistemas de alta tensión sin cualificación específica.

15. MAPA CONCEPTUAL PARA EXAMEN