Existen varios tipos de motores que funcionan utilizando energía calorífica. La idea principal es convertir el calor en trabajo mecánico.
Motores de Combustión Interna (MCI)
Los MCI son los más comunes. Se dividen en dos categorías principales. Estos son los motores de ciclo Otto y los motores de ciclo Diésel.
Motor de Ciclo Otto
El motor de ciclo Otto funciona con gasolina. El ciclo se compone de cuatro fases. Estas fases son admisión, compresión, explosión y escape.
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Admisión: La válvula de admisión se abre y el pistón baja. Esto crea un vacío que aspira la mezcla de aire y combustible al cilindro.
Compresión: La válvula de admisión se cierra y el pistón sube. Esto comprime la mezcla de aire y combustible, aumentando su temperatura.
Explosión: La bujía produce una chispa. Esta chispa enciende la mezcla comprimida. La explosión resultante empuja el pistón hacia abajo.
Escape: La válvula de escape se abre y el pistón sube. Esto expulsa los gases quemados fuera del cilindro.
Motor de Ciclo Diésel
El motor de ciclo Diésel funciona con gasoil (diésel). El ciclo también consta de cuatro fases. Sin embargo, la ignición es diferente.
Admisión: La válvula de admisión se abre y el pistón baja. Se aspira solo aire al cilindro.
Compresión: La válvula de admisión se cierra y el pistón sube. Comprime el aire a una presión muy alta, elevando su temperatura significativamente.
Inyección y Explosión: Se inyecta diésel en el aire caliente. El calor del aire provoca la autoignición del diésel. La explosión empuja el pistón hacia abajo.
Escape: La válvula de escape se abre y el pistón sube. Esto expulsa los gases quemados fuera del cilindro.
Motores de Combustión Externa
En los motores de combustión externa, la combustión ocurre fuera del motor. El calor generado se usa para calentar un fluido de trabajo. Este fluido luego impulsa el motor.
Motor Stirling
El motor Stirling utiliza un ciclo termodinámico cerrado. Calienta y enfría un gas (como helio o hidrógeno) para mover un pistón. No hay combustión interna. El calor puede provenir de diversas fuentes (solar, biomasa, etc.).
El gas se calienta en un extremo del motor. Esto aumenta su presión, empujando un pistón. El gas se enfría en el otro extremo. La presión disminuye, y el pistón regresa. Este movimiento continuo genera trabajo.
Motor de Vapor
El motor de vapor utiliza vapor de agua como fluido de trabajo. El vapor se genera en una caldera. Este vapor a alta presión se dirige a un pistón o turbina.
El vapor empuja el pistón o hace girar la turbina. Esto convierte la energía térmica en energía mecánica. Luego, el vapor se enfría y se condensa. El agua se devuelve a la caldera para repetir el ciclo.
Turbinas de Gas
Las turbinas de gas son otro tipo de motor térmico. Se utilizan en aviones, centrales eléctricas y barcos.
El aire se comprime y se mezcla con combustible. La mezcla se quema en una cámara de combustión. Los gases calientes resultantes se expanden a través de una turbina. La turbina gira y acciona un generador o propulsor.
En resumen, existen varios tipos de motores que utilizan energía calorífica. Cada uno tiene sus propias características y aplicaciones. La eficiencia y el tipo de combustible varían entre ellos.