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Motores de combustión

Presentamos hoy la primera entrada de una serie que realizarán los alumnos de 4º C. La primera es una maquinación de Ernesto Rodríguez Igareda.

Se denomina motor de combustión a un motor capaz de transformar en movimiento la energía proveniente de la combustión de sustancias adecuadas, denominadas combustibles. Según donde se produzca la combustión podemos distinguir dos tipos de motores:
1.) Motor de combustión interna: Estos motores obtienen energía mecánica directamente de la energía química de un combustible que arde en su interior. La invención de estos motores se remonta a dos italianos: el padre Eugenio Barsanti, un sacerdote escolapio y Felice Matteucci ingeniero hidráulico que ya en 1853 detallaron documentos de operación y construcción en varios países. Los principales elementos de estos motores son:
  • Cámara de combustión: Es un cilindro generalmente fijo y cerrado, que en su interior contiene un pistón que se desliza de arriba hacia a abajo, muy ajustado a las paredes, éste está conectado al cigüeñal que convierte en movimiento rotatorio el lineal del pistón.
  • Sistema de alimentación: En los motores de gasolina se usa un carburador que lo que hace es pulverizar el combustible que estaba en estado liquido y  así poder quemarlo correctamente. En los motores diésel se utiliza una bomba inyectora que no dosifica segur la cantidad de aire sino con un mecanismo de regulación basado en la potencia necesaria.
  • Sistema de distribución: Cada cilindro toma combustible y expulsa gases por el cabezal, para que funcione a la perfección un muelle coordinado por una correa y una cadena hacen que la tapa del cabezal se levante en el momento adecuado.

Máquina de vapor

Desde el punto de vista de la termodinámica una máquina de vapor es un motor térmico alternativo de combustión externa. Si fragmentamos esta definición un tanto áspera, podemos detenernos en que se trata de un motor, esto es, produce trabajo útil, alternativo, es decir, el fluido de trabajo actúa sobre pistones dotados de un movimiento lineal alternativo (que después se transformará en un movimiento rotatorio por medio de un sistema biela-manivela), de combustión externa, lo cual quiere decir que el calor producido al quemarse el combustible (madera, carbón, petróleo, nuclear…) se transmite a un fluido intermedio (normalmente vapor de agua) que será el encargado de producir energía mecánica a través de una máquina alternativa o rotativa.
La máquina de vapor es, desde otro punto de vista, un hito en el desarrollo de la humanidad, puesto que fue clave en el desarrollo tecnológico que trajo consigo la Revolución Industrial, con todas las repercusiones, buenas y malas, que esta ha tenido en el devenir de la sociedad actual (ver el artículo publicado en este blog sobre el neoludismo).
El ciclo de trabajo de una máquina de vapor se divide en dos partes: en la primera se genera vapor de agua por calentamiento directo del combustible cerrada; en la segunda el vapor generado se introduce a presión dentro de un cilindro, de forma tal que arrastrará al pistón o émbolo al expandirse. El pistón se mueve de forma alternativa gracias al vapor que llega de la caldera, transformado su movimiento lineal en rotativo por medio de un sistema biela-manivela del que forma parte un volante de inercia que regula los flujos de vapor (carga) que llegan al cilindro y salen de éste. Pero como se trata de que lo veas, nos serviremos aquí de una animación realizada por el Gobierno de Canarias: