La formación de la mezcla aire-combustible en motores de combustión interna constituye una de las fases más críticas para lograr eficiencia térmica, emisiones reducidas y funcionamiento estable. En este libro, Carsten Baumgarten lleva al lector a través de un recorrido riguroso y actualizado sobre este proceso esencial desde múltiples ángulos: fundamentos físicos y químicos, modelado matemático, métodos de medición y los retos que plantean las nuevas tecnologías de inyección y combustión. Está dirigido especialmente a estudiantes universitarios de ingeniería mecánica, automotriz o energética, así como a jóvenes profesionales que desean profundizar en la dinámica interna del motor más allá de los componentes visibles.

El texto arranca con una exposición clara de los mecanismos básicos: qué sucede cuando el combustible es pulverizado, cómo se atomiza, cómo se mezcla con el aire, cómo interactúa la inyección con las paredes del cilindro, con la turbulencia, con el flujo interno. Esto permite al lector entender que un “motor” no es solo un grupo de pistón-cilindro, sino una microfabricación compleja de fluidos, calor, reacciones químicas y controles electrónicos. Baumgarten explica cómo la atomización, la propagación de gotas, la evaporación, la interacción con las paredes y la distribución eventual del combustible afectan directamente la combustión, las emisiones y el rendimiento. Luego se adentra en las ecuaciones básicas que sustentan los modelos de simulación modernos: descripción de fases continua y dispersa, parámetros de turbulencia, métodos Eulerianos-Lagrangianos, métodos de Monte Carlo para gotas, descripción de flujos de múltiples fases, etc. Esta parte es particularmente relevante para quienes ya cuentan con una base en mecánica de fluidos o dinámica de medios continuos, y buscan aplicar esa base a la formación de mezcla en motores.

El tercer bloque aborda los modelos de spray y mezcla en detalle: desglose primario y secundario de la pulverización, modelos de rotura (blob-model, KH/RT, entre otros), evaporación de gotas, interacciones gotas-pared, mezcla turbulenta, coalescencia, filmificación en paredes, rutas de ignición, etc. Este capítulo permite al lector dar el salto de entender los fenómenos físicos a formular e interpretar modelos CFD (Computational Fluid Dynamics) aplicados al motor de combustión interna. Otro bloque relevante se ocupa de la dependencia del mallado (grid dependency) en simulaciones 3D: cómo afecta la resolución de malla, cómo ajustar las interacciones entre fases, qué cuidados se deben tener al modelar el dominio del cilindro, qué errores típicos surgen y cómo mitigarlos. Para un estudiante que desee evaluar o llevar a cabo simulaciones de motor, este capítulo aporta herramientas prácticas y críticas para evitar resultados engañosos.

Finalmente, el libro explora los “conceptos modernos”: motores de inyección directa diesel (DI Diesel), múltiple inyección, inyección piezoeléctrica, boquillas variables; motores de inyección directa gasolina (DI Gasoline) con carga estratificada; combustión HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition) y los retos que estos plantean en mezcla, control e ignición. Este bloque da al lector una visión hacia el futuro de los motores de combustión interna, incluso en un mundo que avanza hacia la electrificación, pero donde los procesos de mezcla siguen siendo clave para eficiencia y emisiones. En conjunto, el libro permite que el estudiante universitario o profesional en formación pase de “¿qué hace el sistema de inyección?” a “¿cómo se modela, cómo impacta, qué errores se cometen y cómo se mejoran los procesos de mezcla?”. Es una obra que combina la teoría, el modelado y la aplicación de frontera, accesible pero profunda. No es un manual básico de introducción a los motores, sino un texto especializado para quien ya ha dado los fundamentos y busca profundizar en el aspecto de la mezcla de combustibles.