Motors tèrmics, combustibles i transport: tipus i funcionament

Motors tèrmics: definició i funcionament

Els motors tèrmics són màquines que transformen l'energia tèrmica en treball mecànic. En els motors tèrmics, l'energia tèrmica s'obté d'una combustió. La combustió pot produir-se a l'interior o a l'exterior de la màquina. Quan els motors proporcionen moviment rotatiu es coneixen com a rotatius; si generen un moviment rectilini alternatiu es coneixen com a alternatius.

Motors de combustió externa

Són màquines tèrmiques de vapor. Necessiten una caldera exterior a la màquina en què s'escalfa l'aigua fins a obtenir-ne vapor a alta temperatura i pressió. Si el moviment és rectilini alternatiu és una màquina de vapor; si en canvi el moviment es produeix directament com a rotatiu, és una turbina de vapor.

Components d'una màquina de vapor

• Caldera
• Distribuïdor
• Cilindre
• Regulador
• Mecanisme biela-manovella

El combustible més utilitzat en aquest tipus de màquina era el carbó.

Turbina de vapor

La turbina de vapor necessita una caldera externa com la màquina de vapor. La turbina està formada per un rodet giratori situat dins d'una carcassa fixa.

Motors de combustió interna

Poden ser alternatius (encesa per guspira) o rotatius (turbines de gas). El motor d'encesa per guspira es basa en el cicle Otto o de quatre temps: admissió, compressió, explosió i escapament. El combustible utilitzat per aquest tipus de motor és la gasolina.

Combustibles per a motors tèrmics

Els combustibles fòssils estan formats per una mescla d'hidrocarburs. Els biocombustibles són un conjunt de combustibles líquids obtinguts per la transformació de productes i subproductes d'origen vegetal. Són menys contaminants que els combustibles fòssils i presenten una alternativa als combustibles convencionals.

Biodièsels

Els biodièsels s'obtenen a partir d'olis vegetals de procedències molt diverses, com el reciclatge d'olis de cuina usats. Són utilitzats com a substituts del gasoil en els motors d'encesa per compressió.

Bioalcohols

Els bioalcohols es poden obtenir a partir de la transformació de plantes riques en sucres. Els més utilitzats són el metanol i l'etanol.

Sistemes alternatius en el transport

El vehicle elèctric utilitza motors elèctrics que s'alimenten amb bateries. Els principals avantatges són una important reducció del soroll i l'absència de contaminació atmosfèrica local. Els principals inconvenients són les bateries: capacitat d'emmagatzematge limitada i temps de càrrega considerable. No contaminen localment.

Les bateries poden ser substituïdes per piles de combustible i així es poden superar problemes relacionats amb el pes i la capacitat d'emmagatzematge. Les piles de combustible són dispositius que proporcionen energia elèctrica i només desprenen vapor d'aigua a l'atmosfera. Les piles no produeixen combustió sinó reaccions químiques.

L'hidrogen té tendència a combinar-se amb altres elements químics i, per tant, no es troba pur de manera natural. Per obtenir-lo cal separar-lo d'altres elements i, per fer-ho, cal energia; així que l'hidrogen és un vector energètic.

El vehicle híbrid té diversos modes de funcionament. Ja són disponibles comercialment i no només s'alimenten amb gasolina, però gràcies a la tecnologia aconsegueixen consums força baixos.