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Evoluci�n e historia de los motores diesel
Evolution and history of diesel engines
Evolu��o e hist�ria dos motores diesel
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Correspondencia: herman.moreno713@ist17dejulio.edu.ec
Ciencias T�cnicas y Aplicadas ���
Art�culo de Investigaci�n
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* Recibido: 23 de agosto de 2022 *Aceptado: 12 de septiembre de 2022 * Publicado: 07 de octubre de 2022
- Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Ecuador.
- Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Ecuador.
- Instituto Superior Tecnol�gico 17 de Julio, Ecuador.
Resumen
La presente investigaci�n tiene como objetivo� revisar� la evoluci�n e historia de los Motores� Diesel.� Por medio de la investigaci�n documental se obtuvo que el inventor del motor diesel fue Rudolf Diesel quien fue un pacifista y preocupado por los temas sociales, el ingeniero quer�a fabricar un motor para las peque�as empresas y para los pa�ses colonizados.� Para el a�o 1892 obtuvo la primera patente del motor. Fue muy innovador porque este invento no necesita de una chispa para iniciar la combusti�n a diferencia de los de gasolina. Tambi�n se comenta como funciona un motor diesel, como fue� la historia y evoluci�n� del motor, as� como mejoras por medio del turbo di�sel. Tambi�n se analiza las consecuencias de la� emisi�n de gases t�xicos de este motor, ventajas y desventajas y el futuro del motor diesel. Se concluye que los motores di�sel nacieron a finales de siglo XIX principalmente con dos finalidades: utilizar un combustible alternativo a la gasolina, y ser �tiles para maquinaria pesada y de carga.
Palabras Clave: Motor Diesel; Rudolf Diesel; Evoluci�n del motor Diesel; futuro del motor diesel.
Abstract
This research aims to review the evolution and history of Diesel Engines. Through documentary research it was obtained that the inventor of the diesel engine was Rudolf Diesel who was a pacifist and concerned about social issues, the engineer wanted to manufacture an engine for small businesses and for colonized countries. By the year 1892 he obtained the first patent for the engine. It was very innovative because this invention does not need a spark to start combustion unlike gasoline. It also comments on how a diesel engine works, as was the history and evolution of the engine, as well as improvements through turbo diesel. The consequences of the emission of toxic gases from this engine, advantages and disadvantages and the future of the diesel engine are also analyzed. It is concluded that diesel engines were born at the end of the 19th century mainly with two purposes: to use an alternative fuel to gasoline, and to be useful for heavy machinery and cargo.
Keywords: Diesel engine; Rudolph Diesel; Evolution of the Diesel engine; future of the diesel engine.
Resumo
Esta pesquisa tem como objetivo revisar a evolu��o e a hist�ria dos Motores Diesel. Atrav�s de pesquisa documental obteve-se que o inventor do motor diesel foi Rudolf Diesel que era um pacifista e preocupado com as quest�es sociais, o engenheiro queria fabricar um motor para pequenas empresas e para pa�ses colonizados. Para o ano de 1892 obteve a primeira patente para o motor. Foi muito inovador porque esta inven��o n�o precisa de uma fa�sca para iniciar a combust�o ao contr�rio da gasolina. Tamb�m comenta como funciona um motor diesel, como foi a hist�ria e evolu��o do motor, al�m de melhorias atrav�s do turbo diesel. Tamb�m s�o analisadas as consequ�ncias da emiss�o de gases t�xicos deste motor, vantagens e desvantagens e o futuro do motor diesel. Conclui-se que os motores diesel nasceram no final do s�culo XIX principalmente com duas finalidades: utilizar um combust�vel alternativo � gasolina e ser �til para m�quinas pesadas e cargas.
Palavras-chave: Motor a gas�leo; Rudolph Diesel; Evolu��o do motor Diesel; futuro do motor diesel.
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Introducci�n
Desde su invenci�n los motores di�sel se emplean con frecuencia en veh�culos pesados e industriales por su dureza y bajo consumo. El ingeniero Rudolf Diesel, su inventor, �fue �un pacifista preocupado por los temas sociales y quer�a fabricar un motor para las peque�as empresas y para los pa�ses colonizados (Vindt, 2020).
El objetivo de este estudio es revisar� la evoluci�n e historia de los Motores� Diesel, desde� los inicios de la invenci�n, desarrollo y los sistemas de inyecci�n que� marcan un antes y un despu�s en el ciclo de mec�nica en el mundo, de all� su importancia.
Los motores de combusti�n interna di�sel se construyeron en 1893 siguiendo los ciclos a cuatro tiempos de los motores a gasolina de la mano de un empleado de la firma de camiones MAN. �Rudolf Di�sel, quien les dio su nombre, con la idea de encontrar un rendimiento t�rmico superior a trav�s de un vol�til combustible alternativo: el fuel oil �(RODES, 2021).
Los motores gasolina y di�sel pueden usarse para realizar las mismas tareas. Los di�sel son� los m�s utilizados cuando se requieren grandes potencias que se emplean para mover barcos, locomotoras, veh�culos de carga o generadores de gran capacidad. Sin embargo, el humo de estos motores contiene cientos de compuestos qu�micos emitidos en forma de gas o part�culas, algunas de ellas poco contaminantes y otras bastante m�s nocivas como el di�xido de carbono (CO2), el mon�xido de carbono (CO), el di�xido de azufre, los �xidos de nitr�geno (NOx), los hidrocarburos y sus derivados, siendo estos� da�inos para la salud por su capacidad para penetrar profundamente en los pulmones (Vel�z, 2022)
El Plan Nacional de Eficiencia Energ�tica del Ecuador en el horizonte 2016 - 2035, fomenta la instalaci�n de sistemas renovables de generaci�n el�ctrica, la integraci�n de programas de eficiencia energ�tica, as� como la implementaci�n de la certificaci�n de la norma de eficiencia energ�tica, ISO 50001 (Gaudri, Godoy, Espinoza, Fern�ndez, & Lobato, 2019)
La ISO 50001 es una normativa de gesti�n energ�tica para sistematizar los procesos en una organizaci�n o empresa con el fin de promover criterios de gesti�n de ahorro y eficiencia energ�tica. Los programas de eficiencia energ�tica son una pieza fundamental para lucha contra el cambio clim�tico, con el objetivo de reducir las emisiones de di�xido de carbono a escala global. Esta norma proporciona una herramienta para lograr la reducci�n de: Consumo de energ�as, Costos de operaci�n y Emisiones y contaminantes (Pesantez, Rios, & Gonz�lez, 2021)
Sobre este contexto, se debe revisar la evoluci�n de los motores diesel y la pregunta es �los motores de combusti�n est�n en peligro de extinci�n? La preocupaci�n por el impacto medioambiental de la actividad econ�mica e industrial ha dado lugar a muchas disposiciones de los organismos internacionales que para 2035 prohibir�an el uso de veh�culos que emanen� humo contaminante. Ya los gobiernos locales� demandan unas operaciones con impacto medioambiental positivo o m�nimamente negativos (Mara��n, 2021).
El documento se organiza de la siguiente manera: se comienza revisando la biograf�a de Rudolf Diesel, el inventor del motor; luego como funciona un motor diesel, seguidamente la historia y evoluci�n� del motor. Posteriormente, �que analiza el turbo di�sel, la emisi�n de este motor, ventajas y desventajas y el futuro del diesel. Finalmente se exponen las conclusiones del estudio.
Metodolog�a
La presente investigaci�n es documental� y toma de referencia un an�lisis descriptivo de investigaciones relevantes para la tem�tica desarrollada como lo es la Evoluci�n e historia de los Motores� Diesel ya que es importante por ser un motor que gastan considerablemente menos combustible en comparaci�n con los de gasolina, proporciona un alto par de torsi�n a bajas vueltas y tienen un alto coeficiente de rendimiento entre otras ventajas.
Tambi�n, �se consideraron fuente secundaria tales como, informes y art�culos de revistas especializadas. La investigaci�n realizada fue una revisi�n bibliogr�fica, documental y cr�tica del material seleccionado para establecer un marco te�rico conceptual y sustentar �la evoluci�n e historia de los Motores� Diesel.
Resultados y discusi�n
El inventor del motor Diesel
(Rudolf Christian Karl Diesel; Par�s, 1858 - canal de la Mancha, 1913) Ingeniero alem�n. Diesel vivi� en Par�s hasta 1870, fecha en que, tras el estallido de la guerra franco-prusiana, su familia fue deportada a Inglaterra. Desde Londres fue enviado a Augsburgo, donde continu� con su formaci�n acad�mica hasta ingresar en la Technische Hochschule de Munich, donde estudi� ingenier�a bajo la tutela de Carl von Linde. En 1880 se uni� a la empresa que Von Linde pose�a en Par�s.
Su primera preocupaci�n en materia de motores fue el desarrollo de un motor de combusti�n interna cuyo rendimiento energ�tico se aproximara lo m�ximo posible al rendimiento te�rico de la m�quina ideal propuesta por Sadi Carnot. En 1890, a�o en que se traslad� a Berl�n para ocupar un nuevo cargo en la empresa de Von Linde, concibi� la idea que a la postre se traducir�a en el motor que lleva su nombre. Obtuvo la patente alemana de su dise�o en 1892, y un a�o despu�s public�, con el t�tulo Theorie und Konstruktion eines rationellen W�remotors, una detallada descripci�n de su motor (Fern�ndez & Tamaro, 2022).
Se fundament� en los trabajos de Nikolaus Otto. Durante su asociaci�n con la compa��a Krupp en Essen, construy� el primer motor diesel de funcionamiento perfecto utilizando combustible de bajo costo. En 1899 fund� en Augsburgo una f�brica para la producci�n de sus motores.Con el patrocinio de la Maschinenfabrik Augsburg y de las industrias de la familia Krupp, Diesel produjo una serie de modelos cada vez m�s eficientes que culmin� en 1897 con la presentaci�n de un motor de cuatro tiempos capaz de desarrollar una potencia de 25 caballos de vapor. La alta eficiencia de los motores Diesel, unida a un dise�o relativamente sencillo, se tradujo r�pidamente en un gran �xito comercial, que report� a su creador importantes beneficios econ�micos. (Moreno, Ram�rez, de la Oliva, & Moreno, 2022)
Conocido sobre todo por ser el inventor de este nuevo motor de combusti�n interna, Rudolf Diesel se distingui� tambi�n como soci�logo, ling�ista y experto en arte. Fue visto por �ltima vez en la cubierta del vapor Dresden en ruta hacia el Reino Unido a trav�s del canal de la Mancha, por lo que se asumi� su fallecimiento en alta mar a causa de un accidente (Fern�ndez & Tamaro, 2022)
�C�mo funciona un motor di�sel?
B�sicamente se trata de un motor t�rmico de combusti�n interna alternativa con autoencendido gracias a las altas temperaturas derivadas de la compresi�n del aire en el cilindro. Este motor funciona mediante la ignici�n de la mezcla aire-gas sin chispa. El combustible di�sel se inyecta en la parte superior de la c�mara de compresi�n a gran presi�n, de manera que se atomiza y se mezcla con el aire a alta temperatura y presi�n. Este proceso es lo que se llama la autoinflamaci�n. Adem�s este tipo de motor consume menos combustible comparado con un motor a gasolina (Revista Autopartes, 2018)
La diferencia principal �del funcionamiento entre un motor di�sel y uno de ciclo Otto convencional de gasolina, �es la ausencia de una chispa generada por la buj�a. En su lugar, el motor produce una autoignici�n. Es decir, el motor di�sel no necesita chispa para encenderse, sino que cuentan con buj�as incandescentes que van subiendo la temperatura de la c�mara de combusti�n para mejorar el arranque en fr�o y aprovechan ese calor una vez alcanzada la temperatura �ptima. Los cuatro tiempos de un motor di�sel transcurren comos e indica en la Tabla 1.
Tabla 1. Caracter�sticas de los cuatro tiempos del motor diesel.
Admisi�n |
En ese primer tiempo, se produce el llenado de aire ya que la v�lvula de admisi�n permanece abierta mientras el pist�n va descendiendo hacia el punto muerto inferior. Siempre se admite la cantidad total de aire en cualquier condici�n de carga, y cuanto m�s fresco, menos densidad y m�s cantidad podr� entrar aumentando as� la combusti�n (para esto se utilizan los intercooler o radiadores de aire). |
Compresi�n |
La v�lvula de admisi�n se cierra cuando el pist�n llega al punto muerto inferior y comienza el recorrido hasta el superior comprimiendo as� el aire que se encuentra dentro del cilindro en una relaci�n aproximada de 18:1 y elevando significativamente la temperatura del aire. |
Combusti�n |
Poco antes de llegar al punto muerto superior, el inyector pulveriza el combustible dentro de la c�mara, y �ste se inflama de inmediato al entrar en contacto con el aire caliente. (Sin necesidad de la chispa de la buj�a, s�lo con el calor que transmite su incandescencia). |
Escape |
La presi�n que genera la temperatura impulsar� el pist�n hacia abajo con fuerza, y parte de esa energ�a se emplear� para devolverlo al punto muerto superior expulsando as� los gases quemados y dejando que la inercia vuelva a comenzar el ciclo. |
Fuente: (Plaza D. , 2020)
El gas�leo o gasoil siempre se ha considerado un combustible m�s econ�mico y con un rendimiento por litro m�s efectivo que la gasolina. El gasoil es un aceite pesado elaborado con petr�leo e hidrocarburos, aunque no se mezcla con etanol, como sucede con la gasolina. Los aditivos del gasoil ayudan a mejorar las cualidades y prestaciones de los motores. Cuanta m�s calidad tengan, mejor rendimiento a nivel de potencia y lubricaci�n soportar�n. (Baymar, 2022).
A pesar que los niveles de contaminaci�n siempre son superiores en un motor di�sel, (incluso con EGR, filtros de part�culas, catalizadores�) el hecho de que se desarrollen m�s tecnolog�as alrededor de �stos que de los de gasolina les da m�s salida y reputaci�n, de manera que sus ventas han ido en aumento hasta superarlos. �En especial, se aconseja la adquisici�n de un veh�culo de motor di�sel frente a uno de gasolina cuando se estima usarlo para muchos kil�metros y que la diferencia de gasto en combustible se compense. De hecho estos motores suelen resultar m�s duraderos ya que sufren menos desgastes al circular a menos revoluciones. (RODES, 2021).
El �m�todo de Recirculaci�n de Gases de Escape (EGR), que consiste en reintroducir una fracci�n de los gases de combusti�n en el cilindro, aumentando el grado de recirculaci�n es muy eficiente en t�rminos de reducci�n de NOx (Dumitrache, Hnatiuc, & Deleanu , 2021).
Historia y evoluci�n del Motor Diesel
El motor di�sel fue ideado por el ingeniero alem�n Rudolf Diesel, de quien tom� el nombre, y dise�ado originalmente para fabricar con carb�n pulverizado.
En febrero de 1892, Rudolf Diesel obtuvo la primera patente del motor, con la gran particularidad de que no precisaba chispa para iniciar la combusti�n, ya que, seg�n los principios termodin�micos, exist�a la posibilidad de que una mezcla de aire y combustible pudiera explotar simplemente si se comprim�a lo suficiente. �Ya para 1893� Diesel invent� el motor di�sel, cuando trabajaba para MAN (Maschinenfabrik Augsburg-N�rnberg), y buscaba un motor de alto rendimiento t�rmico para camiones y veh�culos similares. En 1897 MAN produjo el primer motor di�sel (Iba�ez P. , 2017).
El 25 de febrero de 1897 pudo declarar Rudolf Diesel en una carta a un amigo �que despu�s de largos a�os de penosos esfuerzos hemos conseguido la fabricaci�n de una m�quina de suave y sencillo funcionamiento y f�cil manejo, la cual se ha llevado a cabo de acuerdo con mis previsiones obteniendo con ello unos resultados muy superiores a los conseguidos hasta ahora ... �. y el 16 de junio de 1897 el motor Diesel fue presentado oficialmente al mundo cient�fico en el curso de la Asamblea General de la Asociaci�n de Ingenieros Alemanes (Blasco, 2017).
El dise�o original de este motor configuraba su funcionamiento en cuatro tiempos, y una elevada compresi�n, y era capaz de funcionar con diversos tipos de combustibles pesados, tanto l�quidos como s�lidos. Sin embargo, su primer intento de utilizaci�n a gran escala, realizado por la empresa MAN, fracas�, porque el motor simplemente explot�, por lo que Diesel necesit� tres a�os m�s para poner a punto su primer motor funcional, y en el a�o 1898, seis a�os despu�s de registrar su patente, lo present� en Munich, siendo �ste un cuatro tiempos mono-cil�ndrico, refrigerado por agua. (Vel�z, 2022)
Fue en 1898, seis a�os despu�s de patentado, cuando presento en Munich, su primer motor pr�ctico, unos cuatro tiempos monocil�ndricos, refrigerados por agua. Adolphus Busch, adquiri� la patente para Estados Unidos y muy pronto un motor bicilindrico empez� a producir electricidad para sus factor�as cerveceras. La primera tarea de Diesel fue maximizar la relaci�n de compresi�n, (era de 6/1 para evitar la explosi�n incontrolada), la meta era llegar a relaciones de compresi�n de 20/1. Para ese momento los motores eran requeridos para generar electricidad o mover m�quinas, o sea, en instalaciones est�ticas (D�az, 2019).
A principios de los a�os 90 se sustituy� la inyecci�n de pre-c�mara por inyecci�n directa en los camiones, pero no fue posible hacerlo en los turismos hasta comienzos de los 2000, porque no se hab�an conseguido inyectores tan r�pidos y con la elevada presi�n necesaria para eso motores, que giraban entre 4.000 y 4.500 rpm. (Vel�z, 2022).
En las primeras d�cadas, los motores Diesel, a causa de su pesada construcci�n, se utilizaron tan s�lo como motores fijos o navales. Su aplicaci�n en la industria del autom�vil tuvo lugar diez a�os despu�s de la muerte de Diesel. El 9 de agosto de 1923, un cami�n �Diesel� efectu� su primer viaje de pruebas en un recorrido de m�s de 100 kil�metros y desarrollando la velocidad media de 30 kil�metros por hora (Blasco, 2017)
En el a�o 1923, se present� el primer motor di�sel liviano y r�pido (ya giraba a 1.000 rpm), con cuatro cilindros, de 40 CV, que se instal� en el cami�n 5K3, cuya mezcla de aire y gasoil no se inyectaba directamente en el cilindro, sino en una pre-c�mara. El primer turbo di�sel, un Mercedes, no lleg� hasta el a�o 1934. Quien produjo el primer cami�n con motor diesel del mundo fue, Daimler �Benz, seguido por MAN, fabricante que en 1924� ofreci� al mercado el primer cami�n con motor diesel de inyecci�n directa. El uso de combustibles pesados econ�micos en aquellos a�os y su econom�a, fueron factores determinantes que� hicieron que el motor se desarrollara de manera r�pida (Motor a diesel, 2020)
En una l�nea del tiempo se puede resumir la historia y evoluci�n de los motores tal como se describe en la Tabla 2.
Tabla 2. Historia y evoluci�n de los motores Diesel.
1893 |
Rudolf Diesel dise�a el primer prototipo de motor di�sel |
1894 |
Diesel solicita con �xito una patente para su dise�o |
1913 |
Rudolf Diesel desaparece en circunstancias misteriosas a bordo de un barco a vapor hacia Londres. Su cuerpo se encuentra m�s tarde en el Mar del Norte |
1936 |
Mercedes-Benz lanza el primer autom�vil de pasajeros diesel del mundo, el 260D |
1950-1980 |
Los autom�viles europeos son desarrollados gradualmente utilizando unidades de aspiraci�n natural que son obstinadas y confiables, pero lentas |
1980 |
Los fabricantes europeos desarrollan primeras unidades diesel turboalimentadas, transformando el rendimiento de los coches diesel |
1990 |
Se desarrolla la tecnolog�a di�sel common-rail de inyecci�n directa, que utiliza componentes electr�nicos para controlar la entrega de combustible y anuncia un salto cualitativo en la manejabilidad y la econom�a. |
2000-2015 |
Gracias a los incentivos del gobierno, el di�sel goza de una popularidad sin precedentes en muchos pa�ses europeos, representando hasta la mitad de las ventas de autom�viles nuevos en toda la EU |
Fuente: (Roshfrans, 2021)
En la �poca moderna del diesel, ya a finales de los 80, el motor diesel hab�a comenzado a instalarse en el autom�vil, y se hab�an resuelto casi todos los inconvenientes. A aquellos propulsores s�lo se les pod�a reprochar el peso, el ruido, las vibraciones, la escasa potencia, el elevado coste, la complejidad mec�nica, las emisiones y el coste. En 1987, Fiat decidi� acabar con la prec�mara de combusti�n, creando un nuevo concepto: el motor turbodiesel de inyecci�n directa (Sauras, 2014).
El motor diesel marco el desarrollo de la historia de la mec�nica en el mundo y �aun sigue en constante evoluci�n, tal como se describe en la Tabla 3.
Tabla 3. Evoluxi�n de la mec�nica de los motores diesel.
1927 |
Primera bomba inyectora en l�nea de serie |
1962 |
Primera bomba inyectora distribuidora de pist�n axial EP - VM |
1986 |
Primera bomba inyectora distribuidora de pist�n axial con regulaci�n electr�nica |
1994 |
Primer sistema de unidad inyectora (UIS) para vehiculos utilitarios |
1995 |
Primer sistema de bomba unitaria (UPS) |
1996 |
Primera bomba inyectora distribuidora de pist�n radial |
1997 |
Primer sistema de inyecci�n de presi�n modulada common rail |
1998 |
Primer sistema de unidad� inyectora (UIS) para autom�viles |
Fuente: (Diesel Group INC, 2019)
Tambi�n se mantuvieron en aumento, las innovaciones tecnol�gicas para el motor diesel. Desde 1999, los sistemas Common Rail para veh�culos comerciales incrementaron la presi�n de su inyecci�n, llegando as� hasta el 2003, en donde se present� la tercera generaci�n de sistemas para CR, que permit�a la reducci�n de un 20% en las emisiones, 3% menos consumo de combustible y un incremento en el desempe�o de 5% en sus motores. A partir del 2005 se empez� a incrementar la presi�n, subiendo de 1600 a 1800 bares. Esto era aplicable para los veh�culos que manejaban la tercera generaci�n Common Rail. Hasta la fecha siguen las innovaciones que hace m�s pr�ctico y eficientes los sistemas de inyecci�n (Diesel Group INC, 2019).
Turbo Diesel
Hace casi 85 a�os que se produjo el primer motor di�sel en serie, montado en un mercedes-Benz 260 D. El verdadero auge de los motores di�sel tiene lugar a mediados de los 70, con el VW Golf GTD, el primer motor di�sel de alta velocidad de la clase compacta, gracias al uso de bomba de inyecci�n distribuidora y turbocompresor. M�s adelante, en la d�cada de los 80, dio comienzo la era de la electr�nica, con lo que las bombas pasaron a ser controladas electr�nicamente, y lo m�s revolucionario fue la aparici�n, por primera vez, de los motores TDI (Turbo Di�sel de Inyecci�n directa), siendo Fiat el primero en utilizarlo en el Fiat Croma del 87 (Vel�z, 2022)
- El turbo diesel seg�n �(David, 2020), es un sistema de sobrealimentaci�n que comprime el aire, posibilitando que el motor reciba m�s ox�geno para realizar la mezcla con el combustible. Ello redunda en un aumento de potencia. Actualmente es frecuente en motores de gasolina y casi imprescindible en propulsores di�sel. Existen dos tipos, el de Geometr�a fija (el m�s econ�mico y fiable, pero con peor tiempo de respuesta al no disponer de piezas m�viles), y el de Geometr�a variable, cuya turbina consta de piezas m�viles, lo que le permite a este tipo de turbo aprovechar mejor los gases y aumentar su rendimiento a bajas revoluciones. T�picos de los motores di�sel.
A finales de los 90 comenz� la mayor revoluci�n en el mercado automovil�stico, debido al crecimiento �del motor di�sel, impulsado por el desarrollo de nuevas t�cnicas de alta presi�n de inyecci�n de combustible: la bomba de distribuci�n radial del pist�n (1996), el sistema Common Rail (1997) y la tecnolog�a �inyector�, (1998).En el a�o 2003, a marca Bosch utiliza la tercera generaci�n de inyecci�n common-rail, con inyectores piezoel�ctricos en l�nea, consiguiendo reducir el ruido, el consumo de combustible, y las emisiones de escape de sus motores di�sel (Vel�z, 2022).
Las emisiones de los motores di�sel
Todos los motores de combusti�n interna contaminan, ya que es irremediable que como producto del proceso de combusti�n de un combustible f�sil de base hidrocarburos (gasolina, gas�leo, gas butano, gas propano, gas metano...) se produzcan ciertos gases contaminantes, de un tipo o de otro, en mayor o en menor medida, pues no todos los combustibles son iguales, pero todos esos gases no son deseables: di�xido de carbono, hidrocarburos sin quemar, mon�xido de carbono, part�culas, �xidos de azufre, �xidos de nitr�geno (Iba�ez P. , 2016)
La caracter�stica principal de las emisiones de este tipo de motores es que producen part�culas en una proporci�n 20 veces superior a la de los motores de gasolina, siendo algunas de ellas m�s grandes y visibles, como el humo, y que caen relativamente pronto, mientras que las part�culas m�s peque�as pueden permanecer suspendidas en el aire largos per�odos de tiempo, siendo a su vez, las m�s da�inas para la salud por su capacidad para penetrar profundamente en los pulmones. �Algunos de los problemas asociados con los gases de escape pueden ser mitigados con catalizadores y filtros de part�culas, pero para su correcto funcionamiento es preciso un mantenimiento efectivo, continuo, y espec�fico, como es la regeneraci�n -a veces forzada- del FAP, o la limpieza espor�dica de la EGR. (Vel�z, 2022)
Una
de las tendencias creadas para mitigar estas emisiones contaminantes es la
recirculaci�n de gases de escape (EGR: Exhaust Gas Recirculation). Es la manera
te�rica los tipos de EGR dependiendo del lugar hacia donde ser�n llevados y
desde donde ser�n tomados los gases de escape, su temperatura y la masa total
admitida, con el fin de
encaminar estas alternativas al efecto que tendr�n sobre el proceso de
combusti�n en los motores Di�sel (Narv�ez, Villareal,
Duarte, & Rinc�n , 2017)
Sin embargo, la cuesti�n de los motores di�sel no debe limitarse �nicamente a las emisiones de NOx o a la competencia habitual entre los diferentes conceptos de propulsi�n del mercado. El motor di�sel de los vehiculos y los veh�culos industriales ligeros contribuye de forma significativa a la consecuci�n de los objetivos de CO2 a largo plazo. La esperanza de limitar el calentamiento global a un m�ximo de 2 �C se basa tambi�n en la existencia de este concepto de combusti�n (Blaich, 2019)
Debido a los diferentes sistemas de recirculaci�n de gases, y anti-contaminaci�n, con los que deben contar los motores di�sel, la carbonilla circula por los diferentes elementos del motor, lo que puede hacer que se acumule y cause aver�as costosas, sobre todo en la EGR, el FAP o el Turbocompresor. Por todo esto, la descarbonizaci�n de los motores di�sel se presenta como la �nica alternativa o soluci�n eficaz para el mantenimiento de los motores di�sel, y prevenir aver�as costosas en sus diferentes sistemas y elementos. (Vel�z, 2022)
Aspectos Positivos y Negativos del motor diesel
Existen ventajas y desventajas que quiz�s no se han
tomado �en cuenta por el consumidor final, qued�ndose �ste en las que son
com�nmente conocidas. El precio del combustible (aunque cada vez el precio es
m�s elevado) o el bajo consumo, son las m�s conocidas.
Como desventaja estrella, se encuentra la contaminaci�n de este tipo de
motores. Por ello, los m�ximos mandatarios de la mayor parte de pa�ses han
establecido como meta, prohibir la futura venta de estos motores.
Entre las ventajas y desventajas de los motores diesel que menciona �(Flor�z, 2019) se tiene:
� El hecho de que la combusti�n se realiza mediante una compresi�n del aire del interior de la c�mara y no mediante la utilizaci�n de una buj�a que provoque una chispa, hace que los componentes se desgasten menos. Esto se encuentra directamente ligado a una mayor durabilidad de los motores di�sel comparados con los de gasolina, pudiendo rodar muchos m�s kil�metros.
� �Debido a su sencillez y su inicial aplicaci�n a maquinaria pesada, estos motores son considerados mucho m�s fiables que los de gasolina. Se compone de un n�mero menor de piezas y adem�s dichas piezas son m�s duras.
� De cara al gasto que le pueda suponer al consumidor final, este motor es mucho m�s rentable que el de gasolina. Es capaz de llegar a recorrer m�s del doble de kil�metros con una cantidad de combustible en el dep�sito igual.
� Como caracter�stica m�s conocida, se encuentra el precio del combustible. Aunque en los �ltimos a�os, y debido a la intenci�n de erradicar estos motores, el precio del di�sel sea m�s parejo al de la gasolina, hist�ricamente ha sido considerablemente m�s barato.
� �Se trata de motores m�s efectivos y con una capacidad de carga y arrastre mayor que los motores de gasolina.
En el caso de las desventajas menciona el mismo autor las siguientes
� El precio de los veh�culos que poseen un motor di�sel es m�s elevado que los que poseen un motor de gasolina.
� Son veh�culos m�s contaminantes que los de gasolina.
� El precio de las reparaciones y frecuencia de mantenimiento es mayor, en el caso de ser necesario el coste se dispara en comparaci�n con los de gasolina.
� Son veh�culos considerablemente m�s pesados.
� Mientras que los motores de gasolina no son ruidosos, los motores di�sel s� lo son.
� Estos motores alcanzan velocidades menores.
El futuro del motor diesel
�La Uni�n Europea va a prohibir los motores de combusti�n en 2035, momento a partir del cual todos los veh�culos �nuevos deber�n ser 100% el�ctricos. La econom�a de los combustibles f�siles ha llegado a sus l�mites (DeMiguel, Pellicer, & Planelles, 2021).
Sin embargo, Laurent Geulin director de CIA sigue pensando que los motores di�sel tienen a�n mucho recorrido y ha desarrollado un modo de eliminar por completo el di�xido de carbono (CO₂) y las part�culas contaminantes resultantes de la combusti�n. El invento en cuesti�n es una caja que recuerda a un catalizador y que se coloca en la l�nea de escape, a la salida del motor. Esta caja, denominada CCC (Compact Carbon Catcher) retiene el CO₂ y las part�culas finas, dando como resultado la expulsi�n de ox�geno y agua (Plaza D. , 2022)
Conclusiones
En 1893, el ingeniero alem�n Rudolf Diesel invent� el motor di�sel, cuando trabajaba para MAN (Maschinenfabrik Augsburg-N�rnberg), y buscaba un motor de alto rendimiento t�rmico para camiones y veh�culos similares. En 1897 MAN produjo el primer motor di�sel.
Durante muchos a�os los motores di�sel se emplearon mayoritariamente en camiones, autobuses y maquinaria pesada, agr�cola y de obras. Los motores di�sel no ten�an mucha potencia en relaci�n a su cilindrada, pero s� ten�an altas cifras de par motor, y resultaban muy robustos y duraderos. As� que todas estas aplicaciones en las que no importaba tanto la aceleraci�n, pero s� la fuerza, un consumo inferior y que el motor durase muchos kil�metros eran las id�neas.
Los motores di�sel, por las condiciones de su ciclo, normalmente con una compresi�n alta, y por las condiciones del propio carburante empleado, el gas�leo, por decirlo en pocas palabras algo m�s sucio que otros carburantes, generan emisiones de escape un poco diferentes a las de otros motores u otros carburantes. En este caso se genera un nivel muy alto de part�culas en suspensi�n y de �xido de nitr�geno, que se pueden explicar como holl�n negro y humo marr�n-amarillento, que tienen que ver adem�s con que parte del carburante se queda sin quemar
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