Apunte No. 9. Bajar a mano completo

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.