Funcionamiento de Motores
Esta es una pregunta bastante interesante y que se puede responder de muchas formas pero lo más esencial es comprender el principio fundamental de todo motor; el cual al mismo tiempo define entre otras cosas, su eficiencia, en esta explicación intentaré proporcionar no sólo los ejemplos mecánicos clásicos sino también ejemplos biológicos, pues los motores están presentes en todos los ámbitos
Un motor como el que se ve en la imagen (motor de combustión interna), es una máquina capaz de transformar algún tipo de fuente de Energía Potencial o directa en algún otro tipo de energía o fenómeno físico; el motor en si no crea energía ni nada por el estilo, recordemos que la Energía no se crea ni se destruye solo se transforma, sino que el motor está diseñado para absorber algún tipo de sustancia o fenómenos físico y mediante sus mecanismos internos usar esa energía para realizar algún tipo de trabajo concreto de forma controlada y con un propósito específico a voluntad del operario.
Los de combustión interna toman la energía potencial de la Gasolina, para realizar movimiento de piezas mecánicas, la gasolina la cual tiene mucha energía almacenada y es fácil de liberar se mezcla con aire dentro de una cámara de combustión en donde ocurre una explosion subita que expande gas a gran velocidad y con una enorme fuerza, esta explosión mueve el pistón que conectado a una biela mueve el resto de componentes que eventualmente se transforman en movimiento de las ruedas y en el avanzar del vehiculo.
La eficiencia de estos motores es bastante baja en relación a otros, pues ronda el 30%en el mejor de los casos, sin embargo existen diseños capaces de superar esa cifra y existen muchos otros que tienen menor % de eficiencia
Una turbina por ejemplo toma gran cantidad de aire por la parte delantera de la misma y mezcla ese aire con el combustible, en donde está la energía potencial y realiza una combustión que debido a la disposición de los alabes o aspas de la turbina generan un giro extremadamente rápido que a su vez se convierte en más movimiento de la turbina delantera que succiona más aire que al mezclarse con ese combustible sale expulsado por la parte trasera a enorme velocidad impulsando el vehiculo, ambos motores tanto la turbina como el motor de pistones tienen unaInercia inicial que es necesario vencer para comenzar su operacion, para esto se usan los motores de arranque
Ambos motores el de combustión interna de pistones y la turbina usan la energía potencial almacenada en los carburantes, pero existen otro tipo de motores que usan energía de forma más directa. Las Hidroeléctricas por ejemplo usan la energía del movimiento de un gran volumen de agua para mover turbinas especialmente diseñadas para este propósito y con esto hacer girar generadores eléctricos; de esta forma el movimiento del agua se transforma en rotación mecánica de la turbina y con esto se genera potencial eléctrico
Los Paneles solares y turbinas eólicas son otros tipos de motores, pues toman los fotones y el movimiento del aire para generar electricidad de 2 formas distintas, pero básicamente cumplen ese mismo propósito convertir algún tipo de energía potencial en otro tipo de energía de forma controlada y con un propósito específico
Nuestros órganos y nuestro cuerpo en general también son motores, básicamente al comer y respirar absorbemos nutrientes que se convierten en energía gracias a nuestras células que mediante un complejo proceso químico convierten esos químicos en movimiento de nuestros pulmones o de nuestro corazón.
Este Tipo de motores son biológicos y todos los seres vivos poseen distintos tipos de estos. Los procesos energeticos celulares son tambien transformaciones de energia pero son altamente complejos
De igual forma los Reactores nucleares toman la inmensa energía potencialalmacenada en elementos químicos para generar reacciones químicas que generan a su vez una inmensa cantidad de calor que es transferida a grandes volúmenes de agua, esta se calienta pasa por tuberías en donde se acumula la presión en forma de vapor y cuando existe suficiente volumen de vapor y presión se hacen pasar por una turbina que convierte el choque del vapor con la turbina en movimiento de un eje que conectado a un generador produce corriente eléctrica a una determinada frecuencia
Por último los motores o generadores más increíbles que están siendo diseñados en la actualidad son los famosos y tan ansiados reactores de fusión nuclear, existen 3 proyectos en diferentes partes del mundo que buscan alcanzar este objetivo que promete una vez alcanzado proporcionar energía a millones de forma segura, limpia, renovable y alcanzar un nivel de prosperidad y paz nunca antes visto
El primero es el famoso ITER en Francia, un proyecto mundial en donde las principales potencias están unidas para alcanzar la meta, USA, Reino unido, francia, Rusia, Japón, China, Alemania, Corea del sur y otras muchas naciones financian y forma parte de este equipo
El otro es el wendelstein x7 en Alemania que tiene un diseño muy radical pero que promete ser más eficiente
Y el último es el reactor de fusión de china que según los medios chino estará en funcionamiento muy pronto; de hecho en teoria en este 2019, de ser asi los chinos habran adelantado a los demas paises de forma asombrosa
Todos estos reactores calientan plasma dentro de una cámara de confinamiento magnético y el inmenso calor permite calentar agua para generar vapor a alta presión y hacer girar turbinas para producir electricidad.
En cualquiera de los casos vemos que un motor cumple con las siguientes características
- Transforman un tipo de energía en otro tipo, este proceso ocurre con cierta eficiencia y transforma algun fenomeno fisico en algún otro tipo de fenómeno necesario, gasolina en combustión para mover pistones, luz solaren electricidad o movimiento del agua en corriente eléctrica
- Se pueden controlar, es decir el motor puede iniciarse o detenerse o aumentar su funcionamiento o disminuirlo a voluntad del operario, no es un proceso climático universal que funciona por si mismo sino un dispositivo que pueda controlarse a voluntad y según la necesidad del momento
- Permiten aprovechar fenómenos físicos como el viento, la luz solar o el calor termal de alguna fuente
- Pueden usar depósitos físicos de algún tipo de sustancia o usar otra fuente más directa y renovable
- Si se colocan en algún tipo de vehiculo permiten el movimiento del mismo, como en autos, barcos o aviones
- Necesitan tener una fuente o depósito de la energía potencial en cuestión o usar esa fuente del medio ambiente en el que se encuentran, en dicho caso no sería necesario tener un depósito
- Pueden usarse también para transformar algún tipo de energía potencial en otro tipo de energía potencial y almacenarla para su posterior uso; de esta forma se pasa de una manifestación de la energía inicial a otra, como el agua de las presas hidroelectricas que pasa de energia cinetica a energia electrica almacenada en baterias quimicas
En cualquier caso los motores son esas increibles maquinas capaces de transformar algún tipo de energía en algún fenómeno útil para la humanidad, bien sea en movimiento, electricidad o algún otro tipo de fenómeno.
Y no nos olvidemos de una de las manifestaciones más increíbles de energía de todas, las estrellas, de las cuales nuestro sol, nos proporciona la mayor cantidad de energía posible
Incluso se habla de dispositivos como la esfera de dyson, una gigante esfera alrededor de una estrella diseñada para atrapar su energía, pero esto ya está más a la par de la ciencia ficción
Espero les haya gustado, saludos a todos.
