Tipos de motores: guía rápida y esencial

Para cualquier persona interesada en el sector del automóvil, en la mecánica industrial o en la ingeniería en general, resulta fundamental conocer los tipos de motores que existen. En la actualidad, aunque hay muchas tecnologías y igualmente muchas configuraciones, todas ellas tienen el mismo objetivo, a saber: transformar energía en movimiento lo más eficientemente posible.

La presente guía rápida y para principiantes te va a explicar de forma directa la clasificación de los motores, las principales características de los mismos y las posibilidades de uso de cada uno de ellos. Por lo tanto, ya seas un aprendiz, un investigador para un trabajo práctico en el marco de la identificación de motores, o simplemente quieras aprender un poco más, aquí encontrarás una explicación directa, de instrucciones prácticas y fácil aplicación.

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¿Qué es un motor y cómo funciona?

El motor es una máquina capaz de transformar energía para mover vehículos, herramientas y máquinas. Tal energía puede provenir de cualquier tipo de combustibles fósiles, electricidad, energía térmica, etc. Por lo que en esencia el motor lleva la energía a un trabajo mecánico que produce fuerza y desplazamiento, existiendo entonces como un elemento primordial dentro de las distintas industrias.

Si bien el procedimiento varía según el tipo de motor, todos ellos tienen un proceso similar (tomar energía, procesarla y obtener movimiento útil). En el caso de los motores de combustión interna, la energía se libera gracias a unas explosiones provocadas por mezclas de aire y combustible dentro de los cilindros, es decir, se generan unos gases calientes de forma controlada que son capaces de impulsar los pistones. En el caso de los motores eléctricos, la corriente proporciona un campo que hace girar el rotor, es decir, produce un movimiento sin necesidad de utilizar combustible y por tanto sin necesidad de que exista una combustión. De este modo queda claro que cada uno de los tipos de motores ha sido proyectado para obtener un rendimiento específico dependiendo de la aplicación de la que se trate.

Tipos de motores según su fuente de energía

La clasificación de los motores según su fuente de energía es una de las más importantes, porque determina su rendimiento, nivel de contaminación, costos operativos y tipo de mantenimiento. Conocer estas diferencias permite elegir el motor adecuado para cada aplicación, desde vehículos particulares hasta maquinaria industrial y sistemas de generación eléctrica.

Motores de combustión interna

Los motores de combustión interna son aquellos que queman combustibles, como gasolina, diésel, gas natural o GLP, en el interior de un cilindro. La combustión de estas mezclas da lugar a una expansión de los gases que desplazan los pistones. A través de un conjunto de elementos mecánicos, se obtiene el movimiento final. Esto explica que, a día de hoy, sean los motores más utilizados tanto en la industria del automóvil como en situaciones de maquinaria pesada, ya que permiten obtener una buena potencia, trasladar cargas considerable y estar siempre dispuestos a contar con combustibles en cualquier parte del mundo. Por otro lado, requieren más mantenimiento y, al mismo tiempo, tienen una producción de gases que contribuyen a la contaminación del medio ambiente; de ahí que se esté produciendo un cambio hacia alternativas más limpias.

Motores eléctricos

Los motores eléctricos son aquellos que transforman la energía eléctrica en movimiento mediante el uso de campos magnéticos capaces de provocar el giro de un rotor. La principal ventaja que poseen es la buena eficiencia energética que sale de un mejor aprovechamiento de la energía eléctrica consumida en el caso de los que funcionan mediante combustibles. Además, son motores que poseen menos piezas en movimiento y, por tanto, menos piezas sometidas al desgaste, siendo sus costos de mantenimiento menores. Son motores silenciosos, no contaminantes (no producen ningún tipo de emisiones directas) estando en este momento dominando sectores como el de la movilidad urbana, los electrodomésticos, ascensores, maquinaria industrial automatizada, etc. Su principal limitante depende del almacenamiento energético, siendo evidente en el caso de los vehículos, donde las baterías siguen evolucionando.

Motores híbridos

Los motores denominados "híbridos" combinan un motor de combustión con uno eléctrico para conseguir lo mejor de ambas cosas: potencia y eficiencia. En estos motores híbridos, el motor eléctrico se ocupa de hacer los movimientos de forma suave y a baja velocidad y el motor de combustión proporciona la fuerza cuando se requiere una mayor exigencia. De esta forma se reduce el consumo de combustible y se minimizan las emisiones. Además, muchos motores híbridos pueden recuperar la energía en la frenada (franado regenerativo) convirtiéndose en una solución muy práctica para el tráfico urbano. Son más eficientes pero tienen una tecnología más compleja y pueden conllevar un incremento de los costos de mantenimiento o reparación.

Motores de hidrógeno

Los motores de hidrógeno son motores que utilizan el hidrógeno gaseoso como combustible, bien en un motor de combustión convencional adaptado o bien en una pila de combustible que produce electricidad. La gran ventaja de los motores de hidrógeno es que sus emisiones son únicamente vapor de agua y, por tanto, son una alternativa limpia. Incluso el hidrógeno se puede producir de formas sostenibles contribuyendo a un menor impacto ambiental. Son especialmente prometedores para el transporte pesado, camiones, trenes, maquinaria industrial, etc. Sin embargo, la implementación de los motores de hidrógeno aún tiene retos por delante como, por ejemplo, su costosa producción del llamado hidrógeno verde o la falta de infraestructura de repostaje.

Motores biocombustibles

Los motores biocombustibles son aquellos que utilizan combustibles procedentes de fuentes orgánicas renovables, es decir, el etanol, biodiésel o biogás. Su principal ventaja es que pueden usarse en motores de combustión convencional con pocas adaptaciones y de esta forma pueden reducir la dependencia del petróleo. Tienen además otra ventaja asociada: provenir de materia vegetal permite que la huella de carbono sea potencialmente mucho menor. Se aplican en la agricultura, transporte y zonas rurales con débil acceso a combustibles fósiles. No obstante, la producción requiere de una inundación a gran escala del terreno, lo que genera en torno a su sostenibilidad y el impacto que tiene la producción en la disponibilidad de los alimentos

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Tipos de motores según su funcionamiento interno

La forma en que un motor realiza su trabajo interno determina su eficiencia, potencia, durabilidad y tipo de aplicación. Esta clasificación se basa en cómo ocurre el proceso de transformación de energía dentro del motor, especialmente en lo relacionado con ciclos, movimientos y mecanismos internos. Conocer estas diferencias ayuda a entender por qué ciertos motores son más adecuados para autos, maquinaria ligera, herramientas o equipos industriales.

Motores de dos tiempos (2T)

Los motores de dos tiempos realizan el ciclo completo de funcionamiento en sólo dos movimientos del pistón (compresión y expansión) de forma que para aportar mayor potencia relativa en menos tiempo, razón por la cual los encontraremos en bicicletas pequeñas, motosierras e incluso maquinarias portátiles. Son motores simples y ligeros a costa de tener un mayor consumo y producir más emisiones por la mezcla de aceite con gasolina.

Motores de cuatro tiempos (4T)

Estos motores completan su ciclo en cuatro fases (admisión, compresión, combustión y escape) por lo que sus características son más ordenadas, siendo más eficientes, más silenciosos y produciendo menos emisiones, siendo el tipo de motores estándar para automóviles, motos modernas y la mayor parte de los equipos industriales; además ofrecen mejores relaciones entre potencia, consumo y durabilidad, aunque su diseño es más complejo que el de un motor 2T.

Motores rotativos (Wankel)

Como es bien conocido, los motores rotativos son, en comparación con los motores de pistones convencionales, los que emplean un rotor cuya forma es triangular en lugar de un pistón que se mueve en una cámara ovalada. Este tipo de motor es capaz de funcionar de una manera más suave que un motor tradicional de pistones, además de presentar menos vibraciones y un gran rendimiento en cuanto a la relación de tamaño del motor en relación a la potencia, hecho que lo hizo muy famoso para los modelos de automóviles Mazda RX-7 o RX-8. Sin embargo, su principal problema es el elevado consumo de combustible o el desgate de los componentes, aspecto que le ha complicado el acceso a la explotación comercial a gran escala.

Motores de pistones opuestos (OPOC)

Los motores de pistones opuestos son aquellos en los que dos pistones se desplazan en direcciones opuestas en el mismo cilindro, por lo cual es posible prescindir de la existencia de una culata. Este tipo de motor presenta una menor pérdida térmica y, en consecuencia, una mayor eficiencia, así como también gran potencia en una dimensión más concreta. Aunque son poco frecuentes en el ámbito comercial de los automóviles, sí se utilizan bastante en el ámbito militar o industrial e incluso en proyectos de motores de nueva generación.

Motores de ciclo Atkinson y Miller

Son motores de combustión interna que modifican la relación entre las fases del ciclo para priorizar la eficiencia por encima de la potencia. El ciclo Atkinson es muy usado en vehículos híbridos, ya que reduce el consumo de combustible. El ciclo Miller añade control de las válvulas para mejorar aún más la eficiencia. Ambos son clave en tecnologías donde el objetivo es máxima economía y mínima emisión.

¿Cuál es el mejor tipo de motor según tus necesidades?

La elección entre los tipos de motores depende notablemente del uso que le vayas a dar; del coste, de las preferencias que tengas para ir en términos de consumo y del mantenimiento que estés dispuesto a tener. No existe un tipo de motor "mejor" -sino uno que se adapta más a cada momento-. Por ejemplo, si lo que buscas es potencia constante en la capacidad de mover pesadas cargas, lo normal será que los motores de combustión interna, especialmente los diésel, sean los idóneos. Estos son robustos, de gran durabilidad y con un acceso a una gran red de abastecimiento de combustibles.

En cambio, si te preocupa ahorrar costes a largo plazo, tener un motor silencioso y respetar el medio ambiente, los motores eléctricos son la opción que mejor se adaptará a tus necesidades: son eficientes, requieren poco mantenimiento y su funcionamiento es inmediato. Los motores híbridos constituyen el punto medio entre ambos tipos, son preferibles para aquellos que buscan una versatilidad a la vez que un ahorro dentro del ámbito urbano. Por último, si tus preferencias son también la sostenibilidad y eres más arriesgado con el método de tecnología emergente, los motores de hidrógeno o los biocombustibles son una interesante combinación. En definitiva la motorización perfecta dependerá de tu necesidad real de consumo, tu entorno (o sea, la tecnología que realmente se ajuste a tu aceptación).

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Conclusión: el motor ideal depende de tus necesidades reales

Resumiendo, no hay un motor ideal para todo tipo de situaciones, sino que existe un motor más adecuado para el objetivo que se busca, ya sea potencia, eficiencia, sostenibilidad o economía. Conocer cómo funcionan cada uno de los tipos de motores (desde el de combustión interna hasta el eléctrico, híbrido o alternativo) es la forma de poder realizar elecciones más acertadas en la compra de un vehículo, maquinaria o herramienta industrial. En última instancia, conocer estas variaciones contribuye a que tu elección sea mejor y a que estés preparado para un futuro que avanza en materia técnica y energética.