Motor
Un motor es la parte sistemática de una máquina capaz de hacer funcionar el sistema, transformando algún tipo de energía (eléctrica, de combustibles fósiles, etc.), en energía mecánica capaz de realizar un trabajo. En los automóviles este efecto es una fuerza que produce el movimiento. Existen diversos tipos, siendo de los más comunes los siguientes :
- Motores térmicos, cuando el trabajo se obtiene a partir de energía calórica.
- Motores de combustión interna, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión del fluido del motor, transformando su energía química en energía térmica, a partir de la cual se obtiene energía mecánica. El fluido motor antes de iniciar la combustión es una mezcla de un comburente (como el aire) y un combustible, como los derivados del petróleo y gasolina, los del gas natural o los biocombustibles.
- Motores de combustión externa, son motores térmicos en los cuales se produce una combustión en un fluido distinto al fluido motor. El fluido motor alcanza un estado térmico de mayor fuerza posible de llevar es mediante la transmisión de energía a través de una pared.
- Motores eléctricos, cuando el trabajo se obtiene a partir de una corriente eléctrica.
En los aerogeneradores, las centrales hidroeléctricas o los reactores nucleares también se transforma algún tipo de energía en otro. Sin embargo, la palabra motor se reserva para los casos en los cuales el resultado inmediato es energía mecánica.
Los motores eléctricos utilizan la inducción electromagnética que produce la electricidad para producir movimiento, según sea la constitución del motor: núcleo con cable arrollado, sin cable arrollado, monofásico, trifásico, con imanes permanentes o sin ellos; la potencia depende del calibre del alambre, las vueltas del alambre y la tensión eléctrica aplicada.
Historia
Antigüedad
Máquinas simples como las mazas o los remos son prehistóricos. En la antigüedad existieron algunos motores complejos que utilizaban energía humana, animal, eólica o hidráulica. Por ejemplo, la energía humana era usada en motores simples como cabrestantes o tornos con arreglos de cuerdas y poleas. Estos motores simples eran utilizados en barcos en la Antigua Grecia o en máquina de asedio en la Antigua Roma.
Algunos autores de estas épocas como Vitruvio, Frontino y Cayo Plinio Secundo, hablaban de estas máquinas como algo común o habitual, por lo que la invención de las mismas podría remontarse a épocas aún más antiguas.
Durante el primer siglo d.C., vacas y caballos fueron usados en molinos y otras máquinas similares a las que anteriormente eran accionadas por humanos.
Según Estrabón, en el primer siglo a.C. un molino de agua fue construido en Kaberia durante el reino de Mithridates. En los siguientes siglos se extendió por todo el Imperio Romano el uso de ruedas hidráulicas. Algunas de estas máquinas incluían acueductos, diques y compuertas para mantener y canalizar el agua a través de sistemas de engranajes o de ruedas dentadas hechas de madera y metal con el objetivo de regular la velocidad de rotación. Otros dispositivos sofisticados, como el mecanismo de Anticitera, usaban trenes de engranajes complejos y diales para funcionar como calendarios o predecir eventos astronómicos.
En un poema de Ausonio escrito en el siglo 4 d.C., el autor menciona una sierra para cortar piedras accionada por agua.
Edad media
Ingenieros musulmanes de la edad media utilizaron engranajes en molinos y utilizaron diques como una fuente de energía hidráulica para proveer energía adicional a molinos y otras máquinas. Estos avances tecnológicos permitieron mecanizar muchas tareas que antes eran desarrolladas por humanos.
En el año 1206, Al Jazarí utilizó un sistema biela-manivela para dos de sus máquinas.
Una turbina de vapor rudimentaria fue descrita por Taqi ad-Din en 1551 y por Giovanni Branca en 1629.
En el siglo XIII, el motor cohete sólido fue inventado en China. Algunas formas simples de motor de combustión interna fueron utilizadas en fuegos artificiales y en armas propulsoras creadas para ser empleadas en guerras.
Revolución industrial
La máquina de vapor de Watt fue el primer tipo de máquina de vapor que usaba el vapor a una presión justo por encima de la presión atmosférica para conducir el pistón ayudado por un vacío parcial. Mejorando el diseño de la máquina de vapor de Newcomen (1712), la máquina de vapor de Watt (desarrollada entre 1753 a 1775) fue un gran paso en el progreso de la máquina de vapor. Ofreciendo un extraordinario incremento en la eficiencia de combustible, el diseño de James Watt se convirtió en sinónimo de máquina de vapor, en gran parte debido a su socio comercial Matthew Boulton. Esto permitió el rápido desarrollo de fábricas semiautomáticas en una escala que antes hubiera sido inimaginable en lugares donde la energía hidráulica no estaba disponible. Desarrollos posteriores dieron lugar a las locomotoras de vapor y a una gran expansión del transporte ferroviario.
En esta época hubo numerosos grandes aportes a la historia de los motores de combustión interna, los cuales permitieron la fabricación de los motores que conocemos en la actualidad. El desarrollo de estos motores sigue avanzando con el paso del tiempo, convirtiéndose cada vez en máquinas más complejas y eficientes.
Características generales
- Rendimiento: es el cociente entre la potencia útil que generan y la potencia absorbida. Habitualmente se representa con la letra griega η.
- Velocidad de poco giro o velocidad nominal: es la velocidad angular del cigüeñal, es decir, el número de revoluciones por minuto (rpm o RPM) a las que gira. Se representa por la letra n.
- Potencia: es el trabajo que el motor es capaz de realizar en la unidad de tiempo a una determinada velocidad de giro. Se mide normalmente en caballos de vapor (CV), siendo 1 CV igual a 736 vatios.
- Par motor: es el momento de rotación que actúa sobre el eje del motor y determina su giro. Se mide en kgf·m (kilogramo-fuerza metro) o lo que es lo mismo newtons-metro (N·m), siendo 1 kgf·m igual a 9,81 N·m. Hay varios tipos de pares, véanse por ejemplo el par de arranque, el par de aceleración y el par nominal.
- Estabilidad:es cuando el motor se mantiene a altas velocidades sin gastar demasiado combustible tanto como energía eléctrica en sus correspondiente tiempo que pasa el motor sin ningún defecto pero esto solo se hace en las fábricas donde se desarrolla el motor.
Otros usos
En ciertas ocasiones la palabra "motor" es utilizada para referirse a entidades que desarrollan determinadas tareas y no "trabajo" en el sentido físico. Este uso es particularmente visible en informática, donde son comunes términos como motor de búsqueda, "motor SQL" o "motor de juegos". Como en muchos otros términos de la jerga informática, suele emplearse su equivalente en idioma inglés, engine, especialmente en algunos países de Latinoamérica.
También suele denominarse como motor de juego o Game Engine a una serie de rutinas de programación que permiten el diseño, la creación y la representación de un videojuego.
Como novedad, cabe citar la re-utilización del motor de explosión entre otras piezas de coches como material para construir obras artísticas de alta calidad. Se trata de arte reciclado y sostenible.
Véase también
Enlaces externos
- Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Motor.
- Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre motor.