Gas Natural: Composición y Características

El gas natural es una de las varias e importantes fuentes de energía no renovables. Está formado por una mezcla de gases ligeros que se encuentra en yacimientos de petróleo, disuelto o asociado con el petróleo o en depósitos de carbón. Aunque su composición varía en función del yacimiento del que se extrae, está compuesto principalmente por metano en cantidades que comúnmente pueden superar el 90 o 95% (por ejemplo, el gas no asociado del pozo West Sole en el Mar del Norte), y suele contener otros gases como nitrógeno, CO₂, H₂S, helio y mercaptanos.

Tipos de Encendido en Motores de Combustión

Encendido Convencional

• Encendido convencional (por ruptor): Este sistema es el más sencillo de los sistemas de encendido por bobina. Cumple todas las funciones que se le piden a estos dispositivos. Es capaz de generar 20,000 chispas por minuto, es decir, alimentar un motor de cuatro tiempos a 10,000 rpm; aunque para motores de 6 a 12 cilindros da más problemas.

Está compuesto por los siguientes elementos:

• Bobina de encendido
• Resistencia previa
• Ruptor
• Condensador
• Distribuidor de encendido
• Variador de avance centrífugo
• Variador de avance de vacío
• Bujías

Encendido Electrónico por Descarga de Condensador

• Encendido electrónico por descarga de condensador: También llamado «encendido por tiristor», funciona de una manera distinta a todos los sistemas de encendido (encendido por bobina) tratados hasta aquí. Su funcionamiento se basa en cargar un condensador con energía eléctrica para luego descargarlo, provocando en este momento la alta tensión que hace saltar la chispa en las bujías.

Las ventajas esenciales del encendido por descarga del condensador son las siguientes:

• Alta tensión más elevada y constante en una gama de regímenes de funcionamiento más amplia.
• Energía máxima en todos los regímenes.
• Crecimiento de la tensión extremadamente rápido.

Encendido Electrónico sin Contactos

• Encendido electrónico sin contactos: También llamado «encendido transistorizado», su característica principal es la supresión del ruptor por su carácter mecánico. Este sistema se sustituye por una centralita y un amplificador de impulsos (todo un sistema electrónico). Al eliminar el sistema mecánico, se aumentan las prestaciones a mayor número de revoluciones. Es un sistema muy utilizado en automóviles de gama media.

Encendido Electrónico Integral

• Encendido electrónico integral: Básicamente, se trata de ir eliminando cualquier sistema mecánico debido a su falta de prestaciones y desventajas, por lo que será la electrónica quien se encargue ahora de dos sistemas en el distribuidor:

• Un sensor de rpm del motor que sustituye al «regulador centrífugo» del distribuidor.
• Un sensor de presión que mide la presión de carga del motor y sustituye al «regulador de vacío» del distribuidor.

Sistema de Encendido DIS

• Sistema de encendido DIS (Direct Ignition System): También llamado sistema de encendido sin distribuidor (Distributorless Ignition System), se diferencia del sistema de encendido tradicional en suprimir el distribuidor. Con esto se consigue eliminar los elementos mecánicos, siempre propensos a sufrir desgastes y averías.

Motor Eléctrico: Funcionamiento y Ventajas

Un motor eléctrico es una máquina eléctrica que transforma energía eléctrica en energía mecánica por medio de interacciones electromagnéticas. Algunos de los motores eléctricos son reversibles, pueden transformar energía mecánica en energía eléctrica funcionando como generadores. Los motores eléctricos de tracción usados en locomotoras realizan a menudo ambas tareas si se los equipa con frenos regenerativos.

Son ampliamente utilizados en instalaciones industriales, comerciales y particulares. Pueden funcionar conectados a una red de suministro eléctrico o a baterías. Así, en automóviles se están empezando a utilizar en vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de ambos.

Principio de Funcionamiento

Los motores de corriente alterna y los de corriente continua se basan en el mismo principio de funcionamiento, el cual establece que si un conductor por el que circula una corriente eléctrica se encuentra dentro de la acción de un campo magnético, este tiende a desplazarse perpendicularmente a las líneas de acción del campo magnético.

El conductor tiende a funcionar como un electroimán debido a la corriente eléctrica que circula por el mismo, adquiriendo de esta manera propiedades magnéticas que provocan, debido a la interacción con los polos ubicados en el estátor, el movimiento circular que se observa en el rotor del motor.

Partiendo del hecho de que cuando pasa corriente por un conductor se produce un campo magnético, además, si lo ponemos dentro de la acción de un campo magnético potente, el producto de la interacción de ambos campos magnéticos hace que el conductor tienda a desplazarse, produciendo así la energía mecánica. Dicha energía es comunicada al exterior mediante un dispositivo llamado flecha.

Ventajas de los Motores Eléctricos

En diversas circunstancias, los motores eléctricos presentan muchas ventajas respecto a los motores de combustión:

• A igual potencia, su tamaño y peso son más reducidos.
• Se pueden construir de cualquier tamaño.
• Tienen un par de giro elevado y, según el tipo de motor, prácticamente constante.
• Su rendimiento es muy elevado (típicamente en torno al 75%, aumentando el mismo a medida que se incrementa la potencia de la máquina).
• Este tipo de motores no emite contaminantes, aunque en la generación de energía eléctrica de la mayoría de las redes de suministro sí se emiten contaminantes.

Tipos de Motores Eléctricos

Motores de Corriente Continua

Los motores de corriente continua se clasifican según la forma como estén conectados, en:

• Motor serie
• Motor compound
• Motor shunt
• Motor eléctrico sin escobillas

Además de los anteriores, existen otros tipos que son utilizados en electrónica:

• Motor paso a paso
• Servomotor
• Motor sin núcleo

Motores de Corriente Alterna

Los motores de corriente alterna (C.A.) se clasifican de la siguiente manera:

Asíncrono o de Inducción

Los motores asíncronos o de inducción son aquellos motores eléctricos en los que el rotor nunca llega a girar en la misma frecuencia con la que lo hace el campo magnético del estátor. Cuanto mayor es el par motor, mayor es esta diferencia de frecuencias.

Jaula de Ardilla

Un rotor de jaula de ardilla es la parte que rota usada comúnmente en un motor de inducción de corriente alterna. Un motor eléctrico con un rotor de jaula de ardilla también se llama «motor de jaula de ardilla». En su forma instalada, es un cilindro montado en un eje. Internamente contiene barras conductoras longitudinales de aluminio o de cobre con surcos y conectados juntos en ambos extremos poniendo en cortocircuito los anillos que forman la jaula. El nombre se deriva de la semejanza entre esta jaula de anillos y barras y la rueda de un hámster (ruedas probablemente similares existen para las ardillas domésticas).

Motores Monofásicos

• Motor de arranque a resistencia: Posee dos bobinas, una de arranque y una bobina de trabajo.
• Motor de arranque a condensador: Posee un condensador electrolítico en serie con la bobina de arranque, la cual proporciona más fuerza al momento de la marcha y se puede colocar otra en paralelo, la cual mejora la reactancia del motor permitiendo que entregue toda la potencia.
• Motor de marcha.
• Motor de doble condensador.
• Motor de polos sombreados o polo sombra.

Motores Trifásicos

• Motor de Inducción.

A tres fases

La mayoría de los motores trifásicos tienen una carga equilibrada, es decir, consumen lo mismo en las tres fases, ya estén conectados en estrella o en triángulo. Las tensiones en cada fase en este caso son iguales al resultado de dividir la tensión de línea por la raíz de tres. Por ejemplo, si la tensión de línea es 380 V, entonces la tensión de cada fase es 220 V.

Rotor Devanado

El rotor devanado o bobinado, como su nombre lo indica, lleva unas bobinas que se conectan a unos anillos deslizantes colocados en el eje; por medio de unas escobillas se conecta el rotor a unas resistencias que se pueden variar hasta poner el rotor en cortocircuito, al igual que el eje de jaula de ardilla.

Motores Monofásicos

• Motor universal
• Motor de Inducción-Repulsión.
• Motor de fase partida
• Motor por reluctancia
• Motor de polos sombreados

Motores Trifásicos

• Motor de rotor devanado.
• Motor asíncrono
• Motor síncrono

Síncrono

En este tipo de motores y en condiciones normales, el rotor gira a las mismas revoluciones que lo hace el campo magnético del estátor.

Motor Diésel: Características y Componentes

El motor diésel es un motor térmico de combustión interna alternativo en el cual el encendido del combustible se logra por la temperatura elevada que produce la compresión del aire en el interior del cilindro, según el principio del ciclo del diésel.

El motor diésel de 4 tiempos (4T) está formado básicamente de las mismas piezas que un motor de gasolina, algunas de las cuales son:

• Aro
• Bloque del motor
• Culata
• Cigüeñal
• Volante
• Pistón
• Árbol de levas
• Válvulas
• Cárter

Mientras que las siguientes son características del motor diésel:

• Bomba inyectora
• Ductos
• Inyectores
• Bomba de transferencia
• Toberas
• Bujías de Precalentamiento

Ventajas y Desventajas del Motor Diésel

• La principal ventaja de los motores diésel, comparados con los motores a gasolina, es su bajo consumo de combustible. Debido a la constante ganancia de mercado de los motores diésel en turismos desde la década de 1990 (en muchos países europeos ya supera la mitad), el precio del combustible ha superado a la gasolina debido al aumento de la demanda. Este hecho ha generado quejas de los consumidores de gasóleo, como es el caso de transportistas, agricultores o pescadores.
• En automoción, las desventajas iniciales de estos motores (principalmente precio, costos de mantenimiento y prestaciones) se están reduciendo debido a mejoras como la inyección electrónica y el turbocompresor. No obstante, la adopción de la precámara para los motores de automoción, con la que se consiguen prestaciones semejantes a las de los motores de gasolina, presenta el inconveniente de incrementar el consumo, con lo que la principal ventaja de estos motores prácticamente desaparece.
• Actualmente se está utilizando el sistema common-rail en los vehículos automotores pequeños. Este sistema brinda una gran ventaja, ya que se consigue un menor consumo de combustible, mejores prestaciones del motor, menor ruido (característico de los motores diésel) y una menor emisión de gases contaminantes.