Motor: definición, funcionamiento y tipos (eléctrico, térmico, de combustión)
Descubre qué es un motor, cómo funciona y sus tipos: eléctrico, térmico y de combustión. Guía clara con conceptos, ventajas y aplicaciones.
Un motor es una máquina que transforma la energía en un movimiento que se puede utilizar. La energía puede tener cualquier forma. Las formas más comunes de energía utilizadas en los motores son la electricidad, la química (como la gasolina o el gasóleo) o el calor. Cuando se utiliza una sustancia química para producir energía, se denomina combustible.
Qué es un motor (definición ampliada)
En términos sencillos, un motor convierte una forma de energía en trabajo mecánico o movimiento útil. Puede mover un eje, impulsar ruedas, bombear fluidos, accionar herramientas o generar electricidad en el caso de motores que funcionan como generadores cuando se usan a la inversa.
Partes y principios de funcionamiento
Aunque los diseños varían, la mayoría de los motores presentan elementos comunes:
- Fuente de energía: eléctrica, química (combustible), térmica, etc.
- Convertidor: componentes que transforman la energía (bobinas y imanes en eléctricos; pistones, cámaras de combustión en térmicos).
- Transmisión: eje, engranajes o correas que llevan el movimiento a la máquina final.
- Sistema de control: regulación de velocidad, potencia, encendido/inyección o electrónica de potencia.
En general, el funcionamiento se basa en convertir energía potencial o eléctrica en movimiento rotatorio o lineal mediante fuerzas magnéticas (motores eléctricos) o por expansión de gases y reciprocidad de piezas (motores térmicos/combustión).
Tipos de motores
Se pueden clasificar de muchas maneras. A continuación se describen los más habituales según la fuente de energía:
Motor eléctrico
- Cómo funciona: usa corriente eléctrica para generar campos magnéticos que producen par (torque) en un rotor. Puede ser de corriente continua (DC), corriente alterna (AC), síncrono, asíncrono (inducción), o brushless (sin escobillas).
- Ventajas: alta eficiencia (habitualmente 80–98%), respuesta rápida, poco mantenimiento, silencioso y cero emisiones en el punto de uso.
- Desventajas: dependencia de la red o baterías, necesidad de electrónica de control en muchos casos, impacto ambiental asociado a la producción de electricidad y baterías.
- Aplicaciones: electrodomésticos, bombas, ventiladores, vehículos eléctricos, trenes, robots industriales.
Motor térmico
- Concepto: convierte calor en trabajo mecánico. Incluye motores de combustión interna y motores de combustión externa (como las máquinas de vapor).
- Cómo funciona (general): una fuente de calor provoca la expansión de un fluido (gas o vapor) que mueve pistones o turbinas.
- Eficiencia: más baja que la de los eléctricos; en motores de combustión interna suele estar entre 20% y 40%, aunque varía según el diseño y uso.
- Aplicaciones: generación eléctrica a gran escala, maquinaria pesada, algunos vehículos y equipos industriales.
Motor de combustión (interna)
- Tipos principales: gasolina (encendido por chispa) y diésel (encendido por compresión).
- Cómo funciona: se queman combustibles dentro de cámaras para generar gases calientes que empujan pistones; el movimiento alternativo se transforma en rotación mediante bielas y cigüeñal.
- Ventajas: alta densidad energética del combustible, autonomía, infraestructura existente (en muchos lugares).
- Desventajas: emisiones contaminantes (CO2, NOx, partículas), ruido, mantenimiento más frecuente que motores eléctricos y menor eficiencia energética.
- Aplicaciones: automóviles, motocicletas, camiones, maquinaria agrícola, generadores portátiles.
Otras clasificaciones útiles
- Por movimiento: motores rotativos (la mayoría) y motores lineales.
- Por número de fases o cilindros: en motores eléctricos (monofásicos, trifásicos) y en térmicos (1, 2, 4, 6 cilindros, etc.).
- Por ciclo: en térmicos: ciclo Otto, ciclo Diesel, ciclo Stirling, entre otros.
Magnitudes importantes
- Potencia: medida en vatios (W) o kilovatios (kW); en automoción también se usa el caballos de vapor (CV).
- Par o torque: fuerza de giro, medida en newton-metro (N·m); importante para la aceleración y capacidad de carga.
- Eficiencia: relación entre la energía útil de salida y la energía de entrada.
Mantenimiento y seguridad
- Motores eléctricos: revisar rodamientos, limpieza, comprobar aislamiento y conexiones eléctricas.
- Motores de combustión: cambios de aceite, filtros, sistema de refrigeración, bujías (en gasolina) e inyectores (diésel).
- Seguridad: ventilación adecuada para motores de combustión, protección contra sobrecargas y riesgos eléctricos, sistemas de parada de emergencia.
Impacto ambiental
Los motores determinan en gran medida la huella ambiental de dispositivos y vehículos. Mientras que los motores eléctricos no emiten gases en el punto de uso, su impacto depende de cómo se genere la electricidad. Los motores de combustión emiten CO2 y otros contaminantes; por eso existe un esfuerzo global por mejorar la eficiencia, reducir emisiones y sustituirlos por alternativas eléctricas o de combustibles más limpios.
Consejos para elegir un motor
- Define la aplicación y las necesidades de potencia y par.
- Valora la eficiencia energética y el coste total (compra + mantenimiento + combustible/energía).
- Considera la disponibilidad de suministro (electricidad, combustible) y las restricciones ambientales o normativas.
En resumen, un motor es el elemento clave que convierte energía en movimiento. Elegir el tipo adecuado implica equilibrar eficiencia, coste, mantenibilidad y huella ambiental según la aplicación concreta.
Terminología
En los siglos pasados, el motor y la máquina significaban cosas muy diferentes. Un motor estaba hecho para mover algo, como un vehículo. Este significado se sigue utilizando con frecuencia. A veces, una cosa se llama motor si crea energía mecánica a partir del calor, y un motor si crea energía mecánica a partir de otros tipos de energía, como la electricidad. Los motores típicos en este sentido son la máquina de vapor y el motor de combustión interna, mientras que los motores típicos son el motor eléctrico y el motor hidráulico. Y a veces las dos palabras significan lo mismo.
"Motor" era originalmente un término para cualquier dispositivo mecánico que convierte la fuerza en movimiento. De ahí que las armas preindustriales, como las catapultas, los trebuchets y los arietes, se llamaran "motores de asedio". La palabra "gin", como en "cotton gin", es la abreviatura de "engine". La palabra deriva del francés antiguo engin, del latín ingenium, que también es la raíz de la palabra ingenioso. La mayoría de los dispositivos mecánicos inventados durante la revolución industrial se describen como motores, siendo la máquina de vapor un ejemplo notable.
Motores de pistón
Los primeros tipos de motores utilizaban el calor que estaba fuera del propio motor para calentar un gas a alta presión. Normalmente se trataba de vapor y las máquinas se denominaban máquinas de vapor. El vapor se conducía al motor, donde empujaba los pistones para provocar el movimiento. Estas máquinas se utilizaban habitualmente en las antiguas fábricas, barcos y trenes.
La mayoría de los coches utilizan un motor químico que quema combustible en su interior. Esto se llama motor de combustión interna. Hay muchos tipos diferentes de motores de combustión interna. Pueden agruparse por combustible, ciclo y configuración. Los tipos de combustible más comunes para los motores de combustión interna son la gasolina, el gasóleo, el autogás y el alcohol. Hay muchos otros tipos de combustible.
Existen 3 tipos diferentes de ciclo. Los motores de 2 tiempos producen potencia una vez cada vuelta del motor. Los motores de 4 tiempos producen potencia una vez cada dos vueltas del motor. Los motores de 6 tiempos producen potencia dos veces cada seis vueltas del motor.
Hay muchas configuraciones diferentes de motores de pistón. Sus cilindros tienen pistones y un cigüeñal. Se puede utilizar cualquier número de cilindros, pero son habituales 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10 y 12. Los cilindros pueden estar dispuestos de muchas maneras, en línea recta, en ángulo o en círculo.
Un motor Wankel no tiene cilindros y utiliza un rotor en forma de triángulo que gira en una carcasa ovalada que imita el movimiento de un pistón.
Una máquina de vapor de juguete. El combustible se quema en la bandeja del fondo, el vapor se hace en la caldera que hace funcionar el pistón (la parte azul), que hace girar la rueda
Motores de turbina
También se puede hacer que el gas caliente empuje una turbina de forma parecida a como el viento hace girar un molino. La mayoría de las centrales eléctricas utilizan grandes turbinas de vapor. Otras utilizan turbinas de agua o de viento. Las turbinas más pequeñas, llamadas de gas, se utilizan en los motores de combustión interna, como los motores a reacción de los aviones.
El interior de una turbina mostrando las aletas que son empujadas por chorros de vapor
Motores de cohete
Un cohete provoca el movimiento disparando chorros de gas a gran velocidad por una tobera. El gas puede estar almacenado a presión o ser un combustible químico que se quema para producir un gas muy caliente. Aunque son muy sencillos, los cohetes son los motores más potentes que sabemos fabricar. Funcionan en el espacio, donde no hay nada contra lo que empujar.
Chorros de gas caliente empujan un cohete
Motores eléctricos
Los motores eléctricos no utilizan combustible. La energía les llega a través de la electricidad transportada por cables. La energía puede provenir de un combustible que se quema en algún lugar lejano. La electricidad se utiliza para que los potentes imanes del interior del motor se enciendan y apaguen en el momento adecuado para hacer girar el eje del motor.
El motor eléctrico no es un motor, sino una locomotora ferroviaria que funciona con electricidad.
Un motor eléctrico
Páginas relacionadas
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- Motor Stirling
Sección de referencia
1. ↑ "Escuela de Ingeniería del MIT | " ¿Cuál es la diferencia entre un motor y una máquina?". Mit Engineering. Recuperado 2019-12-16.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un motor?
R: Un motor es una máquina que convierte la energía en movimiento.
P: ¿Qué formas de energía se utilizan habitualmente en los motores?
R: Las formas más comunes de energía utilizadas en los motores son la electricidad, la química (como la gasolina o el gasóleo) o el calor.
P: ¿Qué es el combustible?
R: El combustible es una sustancia química que se utiliza para producir energía en los motores.
P: ¿Para qué sirve un motor?
R: El objetivo de un motor es convertir la energía en movimiento útil.
P: ¿Cómo funciona un motor?
R: Un motor funciona convirtiendo energía en movimiento mecánico.
P: ¿Se puede utilizar cualquier forma de energía en un motor?
R: Sí, cualquier forma de energía puede utilizarse en un motor.
P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de combustibles utilizados en los motores?
R: Algunos ejemplos de combustibles utilizados en motores son la gasolina y el gasóleo.
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