¿Cuál es la cilindrada adecuada para un motor? Downsizing vs rightsizing

Los motores de combustión interna de un vehículo se suelen definir por tres características principales: disposición, cilindrada y número de cilindros. Lo más habitual «de toda la vida» es un cuatro cilindros en línea, habitualmente 1 a 2 litros, que es lo que conduce la mayoría de la gente en coches, SUV y furgonetas. Sin embargo, hay muchas otras configuraciones, como Wankel de dos rotores, seis en línea, ocho cilindros en V (V8) o W (W8), bóxer, etc. La cilindrada equivale a la capacidad volumétrica de las cámaras de combustión, por ejemplo, cuatro cilindros y 2 litros significa cilindros de 500 cc o 0,5 litros.

¿Hay una configuración que sea, simple y llanamente, mejor a todas las demás? Lo cierto es que no, porque hay necesidades muy diferentes: tamaño, número de plazas, capacidad de carga, potencia, o planteamiento del vehículo, por no hablar de otras consideraciones como impuestos, consumo de combustible o emisiones. No hay una configuración universal, pero lo que más se acerca a eso es un cuatro cilindros en línea.

En los últimos años se empezaron a popularizar los motores downsizing, que significa que se ha recortado la cilindrada todo lo posible para reducir consumos y emisiones, aunque esto no siempre es cierto en la vida real. Ha sido una de las estrategias de los fabricantes para cumplir con las normas, cada vez más estrictas, y de paso ahorrarse por el camino unos cientos de millones de euros al hacer grandes multiplicaciones.

Un poco de historia

Los primeros motores de combustión interna de gasolina tenían unas cilindradas muy altas y unas prestaciones pobres, debido a la poca resistencia a la autodetonación de la gasolina durante décadas. El archifamoso Ford T tenía un motor 2.9 de cuatro cilindros que daba 20 CV, Ferrari con la misma cilindrada ha dado 24 veces más potencia (como el Ferrari F40, 478 CV) con un estado de la técnica un poco más avanzado. Con el paso del tiempo, los motores han ido ampliando sus relaciones de compresión, porque la gasolina ha ido mejorando en calidad y octanaje (resistencia a la autodetonación).

A partir de los años 70 y 80 empezaron a verse motores sobrealimentados en grandes números, primero los gasolina y después los diésel. Mediante compresores o (sobre todo) turbocompresores, se puede meter más aire en los cilindros, por lo tanto más combustible en la mezcla, así que se puede incrementar la potencia. Hay otras vías genéricas para ganar potencia y que no son incompatibles: que el motor gire más rápido o que tenga una mayor cilindrada. En la era de la inyección electrónica, también se puede jugar con los mapas de inyección para alterar las prestaciones originales. Y así llegamos hasta nuestros días, sin contar sistemas híbridos.

La exigencia de reducción de emisiones en Europa, Japón o Estados Unidos llevaron los fabricantes a ir optimizando la cilindrada para cada necesidad. Los americanos tuvieron una época de hacer los motores más grandes (más de 7 litros llegaron a tener coches de producción en serie) hasta la crisis de 1973, mientras que japoneses y europeos preferían motores pequeños porque no les sobraba tanto petróleo ni eran de potencia bruta, entre otras cosas, por los impuestos a los automóviles.

Una cuestión de equilibrio

Los impuestos y las normativas antipolución son grandes condicionantes del diseño de automóviles y marcan las tendencias durante décadas. Y a principios de la década pasada, empezó a ser una auténtica fiebre la tendencia de reducir cilindradas a los motores y compensar eso con el uso de turbocompresores. Los V8 pasaban a ser L6 o V6, los seis cilindros bajaban a cuatro, y los de cuatro bajaban a tres, ¡incluso a dos! Aparentemente, cuanto menos, mejor. Fue así, pero en el papel.

La explicación técnica que hay detrás de esta reducción es que cuanto menos pesan las piezas móviles de un motor y menor es su número, menores pérdidas hay por fricción interna. Esto, libro de física en mano, no tiene discusión. Por el contrario, los motores de cuatro cilindros están naturalmente equilibrados, pero mucho más equilibrado es un seis cilindros, un ocho cilindros o un doce cilindros. Los coches de mayor prestigio, precio, prestaciones o lujo solían optar a motores de muchos cilindros, y los utilitarios y compactos se apañaban con cuatro o tres por ligereza y economía.

Una configuración especialmente popular en los últimos años son los tres cilindros en línea, con o sin turbo hablando de gasolina, y siempre con turbo hablando de diésel desde la normativa Euro 4. El problema que tiene esta configuración es que es un motor claramente desequilibrado, porque hay varios instantes en que ninguno de los cilindros aporta fuerza al cigüeñal, solo a partir de cuatro cilindros hay un cilindro trabajando siempre (al menos). ¿Y esto qué significa? Un motor desequilibrado vibra más y es menos agradable de conducir.

Los fabricantes han usado diversas estrategias. En los modelos más baratos, se les deja vibrar porque el cliente asume que no se compra el mejor coche del mundo si tiene tres cilindros y es barato. Por un poco más, se les ponen más medidas de aislamiento, para que elementos elásticos se coman las vibraciones y se disimulen en el habitáculo. Y aportando otro poco más, se colocan piezas contrarrotantes para que unas vibraciones se cancelen con otras, y haya una mayor percepción de suavidad. Pero aunque la mona se viste de seda, pues mona se queda.

Algunos tres cilindros son de marcas Premium, lo cual es un oxímoron

Aparte de las vibraciones, hay otro problema a largo plazo, y es el desgaste que sufren las piezas móviles por no estar la mecánica compensada adecuadamente. Con altos kilometrajes pueden aparecer consumos de aceite, peor rendimiento, más emisiones… y al final, pues rotura del motor. No tiene por qué ser una preocupación para quienes no hacen tantos kilómetros, pongamos menos de 300.000. Seguramente fallen antes por otro tipo de problemas, como manguitos rajados, averías en la inyección, turbos, EGR, etc.

Pero llega un momento en que esta fórmula de «menos es más» falla. En el caso de un coche pequeño, 1.000 a 1.200 kg, un motor de tres cilindros puede aguantar perfectamente el ritmo sin altas cargas de acelerador, por lo que tiene consumos efectivamente bajos y mejores de los que tendrían con motores más grandes. En este caso, los números han funcionado bien. Un compacto gasolina puede gastar menos de 5 l/100 km así, sin hibridación ni grandes sofisticaciones.

Pero, ¿qué pasa cuando con un motorcito de 1 a 1,5 litros intentamos mover un SUV de 1.800 kg, con la orografía española, a 120 km/h o más, y con el maletero cargado? Que el consumo no baja respecto a un motor más grande, sube. Sí, a veces, un motor más grande y potente puede consumir menos que uno más pequeño, sobre todo si el primero no está haciendo un gran esfuerzo, y el último está forzando turbo e inyección para generar una potencia que le cuesta.

En el segmento compacto puedo citar un par de ejemplos, como Ford Focus 1.0 EcoBoost (tres cilindros) contra Mazda3 2.0 (cuatro cilindros), ambos de 125 CV, con el mismo consumo real de gasolina, unos 5,3 l/100 km. Obviamente, el motor más eficiente es el segundo, que no tiene turbo y apuesta por una cilindrada un poco más alta (rightsizing), mientras que el pequeño Ford depende muchísimo de su turbo para andar decentemente (downsizing).

En diésel, el BMW 116d de cuatro cilindros puede consumir exactamente lo mismo que el de tres cilindros que le sustituyó en 2014. Otro ejemplo, furgoneta Fiat Dobló 1.3 diésel de 70 CV contra otra 1.9 diésel de 100 CV, año 2005. Haciendo un uso prácticamente similar, y bien cargada, las diferencias de consumo fueron mínimas, e incluso superiores en el 1.3 en algunos casos. No solo eso, con el motor 1.3 se llegaba más tarde al mismo sitio.

¿Cuál es la ventaja entonces de los tres cilindros aquí? Pues una bujía/inyector menos que cambiar y unos eurillos en el impuesto municipal (IVTM), poco más. Más beneficio ha tenido el fabricante por ahorrarse piezas y materiales metálicos.

Me viene a la mente otro caso más retorcido, de Estados Unidos, en el que un hombre me aseguró que haciendo la misma ruta, muy larga y llana, consumía más gasolina con un Dodge Neon de cuatro cilindros y 2,4 litros, que con un Ford Crown Victoria V8 de 4,6 litros. Este último apenas hacía esfuerzo respecto al otro. Son las excepciones que confirman la regla, pero hay más. El uso de un motor marca enormes diferencias, y hay motores que llevan mejor que otros una exigencia superior.

Por lo tanto, la cilindrada adecuada para cada coche la determina su peso, el uso que se va a hacer de él, su aerodinámica, velocidades de crucero habituales, etc. Para alguien que circula por carreteras secundarias o zonas urbanas con poco desnivel, en un coche pequeño y con altura estándar, cumpliendo los límites y habitualmente sin pasajeros, sacará el máximo partido a un motor pequeño.

En cambio, quien se mueva por autopistas más montañosas, vaya más cargado o a velocidades más altas (legales o no) y encima tenga un coche pesado o SUV, se está equivocando con un motor pequeño y/o poco potente. No llegará a los extremos de los años 60, cuando los tapones de los radiadores salían volando al subir un puerto de montaña con toda la familia a cuestas, pero sí se puede ver uno pisando el acelerador hasta el fondo sin estar precisamente huyendo de la policía.

Altas cargas de acelerador llevan a un consumo más alto, y por ende, a mayores emisiones. Y antes de que se generalizasen los filtros de partículas para los gasolina (GPF) con la normativa Euro 6, en vigor desde 2014, algunos motores pequeños con turbo se han convertido en plantas ambulantes de contaminación por partículas finas (PM_2.5), que en zonas urbanas se asocian a enfermedades cardiorrespiratorias e incluso cáncer. Nadie ha ido a la cárcel por eso.

¿Todos los motores pequeños son «malos»?

No, no es la conclusión correcta. En algunas aplicaciones resultan interesantes, ya que son muy compactos: ideales para híbridos o un vano (espacio para el motor) pequeño, o las dos cosas a la vez. La máxima ventaja se aplica a utilitarios, subcompactos y compactos. Gastan poco, tienen un mantenimiento económico, pagan pocos impuestos y se mueven decentemente. Poco que objetar ahí.

Donde empiezan a ir regular los tres cilindros y algunos cuatro cilindros es en berlinas grandes, SUV, algún todoterreno, etc. Por ejemplo, un SsangYong Kyron diésel de 2 litros y 136 CV gasta más que un Nissan Pathfinder 2.5 de mayor potencia, ambos son pesados y poco aerodinámicos. Al revés, en un compacto no deportivo (o que no sea muy antiguo) es un sinsentido llevar un 3 litros de 150 CV, gastará mucho y seguirá sin tirar adecuadamente. Ni tanto, ni tan poco.

En resumen, el mejor resultado se consigue, como todo en esta vida, con un equilibrio entre vehículo, propietario, utilización y lo que se pueda permitir. Una combinación equilibrada es mucho más satisfactoria a la larga. Pero no hay una fórmula mágina que determine cómo se obtiene ese equilibrio, más bien una buena información será la que nos lleve a la respuesta correcta.

Javier Costas

Soy periodista de motor desde 2001. Trabajo para contagiar mi pasión por los automóviles tanto a los que saben como a los que no saben, con toda una vida laboral dedicada al motor.
Si no tengo un volante entre mis manos, es que estoy cerca de agarrar otro, pero siempre en movimiento.