Motor para niños
Un motor es una parte muy importante de una máquina. Su trabajo principal es transformar un tipo de energía, como la energía eléctrica o la energía de los combustibles, en energía mecánica. Esta energía mecánica es la que permite que algo se mueva o realice un trabajo. Por ejemplo, en los automóviles, el motor produce la fuerza necesaria para que se muevan.
Existen varios tipos de motores. Los más comunes son:
- Motores térmicos: Estos motores usan el calor de los combustibles para crear energía mecánica.
- Motores de combustión interna: Aquí, el combustible se quema dentro del motor. Esta quema transforma la energía química del combustible en calor, y luego en movimiento. El combustible se mezcla con aire antes de quemarse.
- Motores de combustión externa: En estos motores, el combustible se quema fuera del motor. El calor se transfiere a un fluido que está dentro del motor, y ese fluido es el que produce el movimiento.
- Motores eléctricos: Estos motores producen movimiento usando corriente eléctrica.
Aunque otras máquinas como los aerogeneradores o las centrales hidroeléctricas también transforman energía, la palabra "motor" se usa principalmente para aquellos que producen directamente energía mecánica.
Los motores eléctricos funcionan con la inducción electromagnética. La electricidad crea campos magnéticos que hacen que el motor se mueva. Su potencia depende de cómo estén hechos, del tipo de cable que usen y de la cantidad de electricidad que reciban.
Contenido
¿De dónde viene la palabra "motor"?
La palabra "motor" viene del latín motor, que significa "el que mueve" o "el que produce movimiento".
Antiguamente, las máquinas de guerra como las catapultas se llamaban "máquinas de asedio". La mayoría de los inventos de la revolución industrial también se llamaban "máquinas", como la máquina de vapor. Sin embargo, las primeras máquinas de vapor eran bombas, no motores que producían movimiento directamente.
Hoy en día, cuando hablamos de "motor", nos referimos a aparatos como las máquinas de vapor o los motores de combustión interna. Estos queman combustible para hacer un trabajo mecánico, creando un giro o una fuerza de empuje. Los motores que convierten el calor en movimiento suelen llamarse simplemente "motores".
Por ejemplo, los motores de gasolina y diésel de los coches son motores que producen un giro. Los motores de los aviones a reacción o los cohetes son motores que producen empuje.
Cuando se inventó el motor de combustión interna, se le llamó "motor" para diferenciarlo de la máquina de vapor, que era muy común en ese tiempo para mover trenes y otros vehículos.
Un motor es un dispositivo que recibe energía de una fuente externa y la convierte en energía mecánica.
Un viaje por la historia de los motores
Motores en la Antigüedad
Las máquinas simples como las mazas o los remos existen desde la Prehistoria. En la antigüedad, ya había motores más complejos que usaban la fuerza humana, animal, del viento o del agua. Por ejemplo, la fuerza humana se usaba en cabrestantes o tornos con cuerdas y poleas para mover barcos o máquinas de asedio.
Escritores antiguos como Vitruvio hablaban de estas máquinas como algo normal, lo que sugiere que se inventaron mucho antes.
En el siglo I d. C., se empezó a usar vacas y caballos para mover molinos y otras máquinas que antes eran operadas por personas.
En el siglo I a. C., se construyó un molino de agua en Kaberia. En los siglos siguientes, el uso de ruedas hidráulicas se extendió por todo el Imperio Romano. Algunas de estas máquinas tenían acueductos y diques para controlar el agua y usarla con engranajes para regular la velocidad. También existían dispositivos sofisticados como el mecanismo de Anticitera, que usaba engranajes complejos para funcionar como calendarios.
La Edad Media y los avances
Los ingenieros musulmanes de la Edad Media usaron engranajes en molinos y diques para obtener más energía del agua. Estos avances ayudaron a que muchas tareas que antes hacían las personas se pudieran hacer con máquinas.
En el año 1206, Al Jazarí usó un sistema de biela-manivela en dos de sus máquinas.
También se describieron turbinas de vapor rudimentarias en el siglo XVI.
En el siglo XIII, se inventó el motor cohete sólido en China. Se usaron formas simples de motores de combustión interna en fuegos artificiales y armas.
La Revolución Industrial y los motores modernos
La máquina de vapor de Watt fue un gran avance. Mejoró el diseño de la máquina de vapor de Newcomen (1712) y se desarrolló entre 1753 y 1775. Esta máquina de James Watt era mucho más eficiente en el uso del combustible. Permitió el rápido desarrollo de fábricas en lugares donde no había energía del agua. Más tarde, llevó a la creación de las locomotoras de vapor y a la expansión del transporte ferroviario.
Durante esta época, hubo muchos avances en la historia de los motores de combustión interna. En 1807, los motores de pistón de combustión interna fueron probados en Francia. En 1853–57, Eugenio Barsanti y Felice Matteucci inventaron un motor que usaba el principio de pistón libre. El primer motor de combustión interna que tuvo éxito comercial fue creado en 1860 por Etienne Lenoir.
En 1877, el ciclo Otto permitió crear motores más ligeros y potentes que las máquinas de vapor. Esto fue muy útil para vehículos como coches y aviones. El desarrollo de estos motores sigue avanzando, haciéndolos cada vez más complejos y eficientes.
Características importantes de un motor
- Rendimiento: Es la relación entre la energía útil que produce el motor y la energía que consume. Se representa con la letra griega η.
- Velocidad de giro o velocidad nominal: Es la velocidad a la que gira el eje del motor, medida en revoluciones por minuto (rpm o RPM). Se representa con la letra n.
- Potencia: Es la cantidad de trabajo que el motor puede hacer en un tiempo determinado a una velocidad de giro específica. Se mide en caballos de vapor (CV), donde 1 CV equivale a 736 vatios.
- Par motor: Es la fuerza de giro que el motor aplica sobre su eje. Se mide en newtons-metro (N·m). Hay diferentes tipos de pares, como el par de arranque o el par de aceleración.
- Estabilidad: Se refiere a la capacidad del motor para funcionar a altas velocidades sin consumir demasiado combustible o energía, y sin presentar fallos. Esto se prueba en las fábricas.
Motores eléctricos en detalle
Un motor eléctrico usa energía eléctrica para crear energía mecánica. Esto lo logra mediante la interacción de campos magnéticos y cables por los que pasa corriente. Lo contrario, producir electricidad a partir de movimiento, lo hace un generador.
Los motores eléctricos están por todas partes. Los encontramos en ventiladores, bombas, herramientas, electrodomésticos y discos de computadora. Pueden funcionar con corriente continua (como los que usan baterías) o con corriente alterna de la red eléctrica. Los más pequeños están en los relojes de pulsera, y los más grandes se usan para mover barcos o compresores gigantes.
El principio de cómo la electricidad y los campos magnéticos producen fuerza se conoce desde 1821. A lo largo del siglo XIX, se construyeron motores eléctricos cada vez mejores.
Para que los motores eléctricos consuman menos energía y sean más amigables con el ambiente, muchos países han creado leyes que promueven la fabricación y el uso de motores más eficientes. Un motor bien diseñado puede convertir más del 90% de la energía que recibe en movimiento útil durante muchos años. Mejorar la eficiencia de un motor, aunque sea un poco, puede ahorrar muchísima energía y dinero.
La eficiencia de un motor eléctrico se puede mejorar de varias maneras:
- Reduciendo las pérdidas de electricidad en los cables del estator (usando cables más gruesos o materiales con mejor conductividad, como el cobre).
- Reduciendo las pérdidas de electricidad en el rotor (usando materiales con mejor conductividad).
- Reduciendo las pérdidas magnéticas usando acero magnético de mejor calidad.
- Mejorando la forma del motor para reducir las pérdidas por el aire.
- Mejorando los rodamientos para reducir la fricción.
- Minimizando los errores en la fabricación.
¿Qué emiten los motores?
Todos los motores térmicos que queman combustible producen gases de escape. Los motores más limpios solo emiten agua. Si un motor quema hidrógeno puro con oxígeno puro, no produce otras emisiones. Sin embargo, si el hidrógeno se quema con aire, se pueden producir pequeñas cantidades de NOx, que no son buenas. Si se quema un hidrocarburo (como gasolina), se emite CO2, que es un gas de efecto invernadero.
Otros usos de la palabra "motor"
A veces, la palabra "motor" se usa para referirse a programas o sistemas que realizan tareas específicas, no solo trabajo físico. Esto es común en la informática. Por ejemplo, hablamos de "motor de búsqueda" (como el de Google), "motor SQL" o "motor de juegos". En inglés, se usa la palabra engine para esto.
Un "motor de juego" o Game Engine es un conjunto de programas que ayudan a diseñar, crear y mostrar un videojuego.
También es interesante ver cómo se reutilizan piezas de motores de coches para crear obras de arte reciclado y sostenible.
Véase también
En inglés: Engine Facts for Kids
- Motor térmico
- Motor electrico
- Motor de combustión
- Motor de impulsión
- Motor aeronáutico
- Motor alternativo
- Motor Stirling
- Motor de reacción
- Turbina de gas
- Reactor
- Cohete espacial
- Turbina de vapor
- Micromotor
- Motor diésel
- Motor fueraborda
Galería de imágenes
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Diagrama de un motor eléctrico.
