Motores de Combustión Interna
Como ya se mencionó
anteriormente el éxito de la perforación de pozos petroleros fue debido a la
proliferación de los automóviles en el mundo que utilizan gasolina para poder
desplazarse, iniciándose cuando Henry Ford lanzó en 1922 su famoso modelo “T”.
Ese año había 18 millones de autos, para 1938 el número subió a 40 millones, en
1956 a 100 millones y a más de 170 millones para 1964. Actualmente es muy
difícil estimar con exactitud cuántos cientos de millones de vehículos de
gasolina existen en el mundo.
Lógicamente el
consumo de petróleo crudo para satisfacer la demanda de gasolina ha crecido en
la misma proporción. Se sabe que en la
década de 1957 a 1966 se usó casi la misma cantidad de petróleo que en los 100
años anteriores.
Posteriormente se
desarrollaron los motores de turbina (jets) empleados hoy en los aviones
comerciales, civiles y militares. Estos
motores usan el mismo combustible de las lámparas del siglo pasado, pero con
bajo contenido de azufre y baja temperatura de congelación que se llama
turbosina.
Otra fracción del
petróleo crudo que sirve como energético es la de los gasóleos, que antes de
1910 formaba parte de los aceites pesados que constituían los desperdicios de
las refinerías. El consumo de los
gasóleos como combustible se inicio en 1910 cuando el almirante Fisher de la
flota británica ordenó que se sustituyera el carbón por el gasóleo en todos sus
barcos. El mejor argumento para tomar
tal decisión lo constituyó la superioridad calorífica de éste con relación al
carbón mineral, ya que el gasóleo genera aproximadamente 10500 calorías/Kg,
mientras que un buen carbón sólo proporciona 7000 calorías/Kg.
El empleo del
gasóleo se extendió rápidamente a los motores diesel. A pesar de que Rudolph
Diesel inventó el motor que lleva su nombre, poco después de que se desarrolló
el motor de combustión interna, su aplicación no tuvo gran éxito pues estaba
diseñado originalmente para trabajar con carbón pulverizado.
Cuando al fin se
logró separar la fracción ligera de los gasóleos, a la que se le llamó diesel,
el motor de Rudolph empezó a encontrar un amplio desarrollo.
La principal
ventaja de los motores diesel en relación a los motores de combustión interna
estriba en el hecho de que son más eficientes, ya que producen más trabajo
mecánico por cada litro de combustible.
No debe perderse de
vista el hecho de que los autos de gasolina sólo aprovechan del 22 al 24% de la
energía consumida, mientras que en los motores diesel este aprovechamiento es
del 35%. Por lo tanto, estos motores
encontraron rápida aplicación en los barcos de la marina militar y mercante, en
las locomotoras de los ferrocarriles, en los camiones pesados, y en los
tractores agrícolas.
Después de este
breve análisis de la historia del desarrollo y uso de los combustibles
provenientes del petróleo, vemos claramente que el mayor consumidor de estos
energéticos es el automóvil que está provisto del conocido motor de combustión
interna, de cuatro tiempos o de explosión,
que dicho sea de paso, después de
su aparición, el mundo empezó a moverse cada vez más aprisa, requiriendo día a día
vehículos de mayor potencia.
Los nombres
asignados al motor de combustión interna se deben a que el combustible se quema
en el interior del motor y no es un dispositivo externo a él, como en el caso
de los motores diesel. Estos motores
trabajan en cuatro tiempos que son: la admisión, la compresión, la explosión y
el escape.
1º
En el primer tiempo o admisión, el cigüeñal arrastra hacia abajo el
émbolo, aspirando el cilindro la mezcla carburante que está formada por
gasolina y aire procedente del carburador.
2º
En el segundo tiempo se efectúa la compresión, el cigüeñal hace subir el
émbolo, el cual comprime fuertemente la mezcla carburante en la cámara de
combustión.
3º
En el tercer tiempo, se efectúa la explosión cuando la chispa que salva entre
los electrodos de la bujía inflama la mezcla, produciéndose una violenta
dilatación de los gases de combustión que se expanden y empujan el émbolo, el
cual produce trabajo mecánico al mover el cigüeñal, que a su vez mueve las
llantas del coche y lo hace avanzar.
4º
Por último, en el cuarto tiempo, los gases de combustión se escapan cuando el
émbolo vuelve a subir y los expulsa hacia el exterior, saliendo por el mofle o
escape del automóvil.
DIBUJAR LOS CUATRO TIEMPOS
Naturalmente que la
apertura de las válvulas de admisión y de escape, así como la producción de la
chispa en la cámara de combustión se obtienen mediante mecanismos sincronizados
en el cigüeñal.
Si la explosión
dentro del cilindro no es suave, genera un tirón irregular, ya que la fuerza
explosiva golpea al émbolo demasiado rápido cuando aún está bajando el
cilindro; este efecto de fuerzas intempestivas genera fuertes sacudidas en la máquina y puede llegar a dañarla
seriamente. Cuando esto sucede se dice
que el motor está “detonando” o “cascabeleando”, haciéndose más notorio al subir pendientes.
Cuando el motor
está mal carburado (no está bien regulada la cantidad de aire mezclado en la
gasolina) también hay sacudidas fuertes, sin embargo, cuando éste no es el
caso, el cascabeleo se deberá al tipo de gasolina que se está usando, la cual a
su vez depende de los compuestos y los aditivos que la constituyan.
Así pues, la
creciente industria automotriz ha forzado a
la industria petrolera a producir cada vez más gasolina sintética debido
a la alta demanda que se tiene alrededor del mundo.
