1.2.3 NAVEGACIÓN MODERNA
Existe un documento de 1695 en el Archivo de
Simancas en el cual hay constancia de una tentativa de 1543 por
parte Blasco de Garay de propulsar la galera "Trinidad", de 200
toneladas de desplazamiento, por medio de seis ruedas de palas
movidas mediante una máquina de vapor. Sin embargo esta
propuesta no obtuvo el apoyo financiero de la corona, y
quedó relegada al olvido y hasta finales del siglo XVIII
no existieron máquinas
de vapor fiables y eficientes cuando se realizaron las primeras
tentativas serias de propulsión naval por medio del
vapor.
En 1707 Denis Papin diseñó un
barco, movido por la fuerza del
vapor, con la intención de realizar la travesía
desde Kassel, a orillas de del Fulda, hasta Londres. En 1765
James Watt convirtió el concepto
preexistente de la máquina de vapor atribuido usualmente a
Thomas Newcomen, en un invento realmente eficaz, gracias a la
incorporación del condensador externo. A partir de este
momento se suceden las tentativas de conseguir aplicar la
máquina de vapor como fuerza motriz de todos los medios de
transporte y
en particular el más avanzado de la época: el
barco.
En 1783 Claude François Jouffroy
d'Abbans, Marqués de Jouffroy d'Abbans, dota el
"Pyroscaphe" un barco vapor de 45 metros de longitud, con ruedas
con el que logra remontar la corriente del río Saona,
desde Lyon a Santa Bárbara. No obstante, su
condición noble le obliga a emigrar al estallar la
Revolución
francesa y finalmente murió arruinado en
1832.
En 1797 John Fitch realiza un intento de
barco de vapor que ha de abandonar por falta de apoyo
financiero.
En 1804 John Stevens desarrolla la
aplicación de la máquina de vapor a una
transmisión con hélices, teniendo claro que el
futuro de la propulsión naval mecánica pasa por la utilización de
éstas en lugar de las ruedas de paletas.
A finales de 1803, Robert Fulton
lanzó al Sena un barco cuyo propulsor era una rueda con
paletas, movida por una máquina de vapor, fue mal acogido
en Francia, y
Fulton prosiguió sus experimentos en
Estados
Unidos, en 1807 bota su vapor "Clermont". Fulton
recorrió en él los 240 km que separan Nueva York de
Albany surcando el río Hudson. Con este mismo barco, se
establecería el primer servicio
regular a vapor. Este vapor llevaba unas ruedas con paletas a
ambos lados del casco, diseño
que durante un tiempo se
extendió mucho. A estos buques se les conocería
como "vapor de ruedas" y muchos llevaban mástiles con
velas al mismo tiempo. Este tipo de barco de vapor tendría
mucho éxito
en la navegación fluvial, ya que necesitaban poco calado,
aunque como inconveniente aumentan de forma considerable la
anchura de los barocs, ejemplos de este tipo de nave son los
famosos vapores de ruedas que circularon por el Misisipí,
ejemplos de este tipo de vapor en España
fueron el vapor de ruedas Colón, el Pizarro y el Blasco de
Garay.
En 1824 Sadi Carnot publica sus trabajos
sobre el segundo principio de la termodinámica lo que supone el despegue
definitivo de la propulsión a vapor.
1.2.4 NAVEGACIÓN
CONTEMPORÁNEA
El siglo XX
Uno de los avances
tecnológicos producidos a finales del siglo XIX
fue el desarrollo de
la turbina compuesta de vapor, inventada por el británico
Charles A. Parsons y adaptada para su uso naval en 1897. En 1903,
el Wandal, un paquebote del Volga, fue el primer buque propulsado
por un motor
diesel.
El barco danés Selandia, que
entró en servicio en 1912, fue el primer buque
marítimo de motor.
Después de la I Guerra Mundial se
efectuaron avances significativos, especialmente en el
perfeccionamiento de la propulsión turboeléctrica.
Durante la II Guerra
Mundial, la soldadura
sustituyó a los remaches en la construcción naval.
El 22 de mayo de 1958 comenzó en
Camden (Nueva Jersey) la construcción del primer barco de
propulsión nuclear para pasajeros y carga, el Savannah,
que fue botado en 1960. En 1962 fue vendido a una empresa
privada para su uso comercial experimental, pero resultó
un fracaso financiero
Rutas comerciales
La mayoría de los barcos utiliza un
número relativamente pequeño de rutas
océanicas principales: la del Atlántico Norte,
entre Europa y el este
de América
del Norte; la ruta del Mediterráneo a Asia, a
través del canal de Suez; la ruta del canal de Panamá,
que une Europa y la costa oriental de América con las
costas occidentales de América y con Asia; la ruta
surafricana, que une Europa y América con África; la
ruta americana, entre Europa y América del Norte y
América del Sur; la ruta del Pacífico Norte, que
une el oeste de América con Australia, Nueva Zelanda,
Indonesia y el sur de Asia. La antigua ruta del cabo de Buena
Esperanza, descubierta por el portugués Vasco da Gama y
acortada con la apertura del canal de Suez, ha vuelto a ser usada
por los petroleros gigantes que viajan del golfo Pérsico a
Europa y América. Muchas rutas más cortas, algunas
de ellas costeras, también son muy transitadas.
Navegación costera
Técnicamente, la navegación costera es la
realizada a menos de 20 millas de la costa; en la
práctica, sin embargo, las rutas de navegación se
extienden a una distancia mayor por razones de economía y seguridad.
Según la restricción conocida como cabotaje, muchos
países sólo permiten el comercio
costero a los barcos de bandera propia. En varios países
europeos pequeños no se aplica esta restricción y
son frecuentes los viajes cortos
internacionales. Una característica especial de la
navegación costera en Estados Unidos es el comercio entre
la costa del Pacífico y las costas del Atlántico y
del golfo de Florida. Los barcos dedicados a ese comercio navegan
por alta mar y utilizan el canal de Panamá;
sin embargo, están cubiertos por las leyes de
cabotaje. En la navegación costera y de distancias cortas
se utilizan frecuentemente barcos especiales, como
transbordadores de automóviles o de trenes.
2.1 EVOLUCIÓN
Un barco o barca es cualquier
construcción cóncava y fusiforme, de madera, metal
u otro material, capaz de flotar en el agua y que
se utiliza como medio de transporte. Barco, por
consiguiente, es un término genérico con el que
podemos referirnos tanto a una ligera canoa como a un imponente
portaaviones. No obstante, siendo estrictos con esta
definición, una balsa formada con maderos o troncos unidos
no se considera una embarcación (es una plataforma
flotante). Aquellos barcos con una o varias cubiertas, cuyo
tamaño, solidez o fuerza es adecuado para actividades
marítimas importantes, reciben el nombre de
buques.
2.1.1 EMBARCACIÓN PRIMITIVA
Después de que el hombre
descubriese que su cuerpo se sostenía sobre un tronco, se
le ocurrió unir dos o más troncos para formar una
balsa como transporte. Podemos decir que la primera
embarcación propiamente dicha fue la canoa. De debe al la
Edad de Piedra, y la construían ahuecando un tronco y como
medio de impulso se usaban remos cortos. Después se
recubrieron de tejidos
impermeables y tras esto se construyeron utilizando planchas de
madera, atadas o cosidas entre sí, o sujetas con clavijas
a una armadura interna. Pronto fue descubierto que si se les
ponían velas a los barcos, éstos se movían
más rápido impulsados por el viento. Estas velas
probablemente en un principio eran de juncos entretejidos o
pieles. Los egipcios fueron los primeros constructores de barcos
de los que se tiene noticia. Hace al menos cinco mil años
que los fabricaban para navegar por el Nilo y más tarde
por el Mediterráneo.
Otro pueblo de gran importancia fueron los
fenicios,
grandes mercaderes colonizadores. Exploraron la cuenca
mediterránea occidental, llegaron a las islas
británicas y quizá navegaron alrededor de Africa. Los
mástiles de sus naves se hacían con cedros del
Líbano. Los costados, muy altos, tenían dos hileras
de remos a cada lado, por ello recibieron el nombre de birrenes.
Además también tal vez inventaron la trirreme, con
tres hileras de remos. Fueron los griegos quienes la
desarrollaron. Tenía una vela cuadrada de tejido o
cuero; pero
sobre todo en los combates, se fiaban de los remos. Algunas
tenían ciento sesenta bogadores. Los buques mercantes
griegos, más grandes y anchos que los de guerra, empleaban
mucho más las velas que los remos.
2.1.2 EMBARCACIÓN MODERNA
Durante los siglos XV y XVI aparecieron
muchos tipos de naves: carracas, carabelas, pinazas, saicas,
galeones, etc. El uso de la brújula se
generalizó y posibilitó los viajes cada vez
más largos. Se construyeron buques de unas mil toneladas.
Pero eran sorprendentemente pequeños los que ocupaban los
exploradores.
Dos innovaciones revolucionaron el
diseño de los barcos: la propulsión por vapor y la
construcción con hierro. En
1860 los vapores de cascos metálicos ganaban
rápidamente terreno a los veleros de madera.
El casco de hierro: Ya en 1777 los
constructores de naves habían probado los cascos de
hierro. Se creyó que flotarían. Hubo quejas de sus
efectos en la brújula, lo que era cierto, porque el hierro
desviaba su aguja del verdadero norte. La dificultad se
superó en la década de 1830 cuando los navegantes
idearon la forma de corregir el error del
compás.
Los trasatlánticos anteriores eran,
en realidad veleros a los que se habían adicionado
motores de
vapor. No pasaría mucho tiempo antes de que se construyera
un vapor auténtico. La quilla del barco en cuestión
-el Great Western, vapor de ruedas de paletas de sesenta y seis
metros de eslora – se colocó en Inglaterra a
fines de la década de 1830. Lo diseñó el
ingeniero Isambard K. Brunel. En 1838 el Great Western
entró en el puerto de Nueva York con ciento cincuenta y
dos pasajeros a los catorce días de haber zarpado de
Bristol (Inglaterra). Su velocidad
media fue de ocho nudos.
No había sido el primer vapor en
cruzar el Atlántico. La víspera de su llegada, uno
más pequeño, el Sirius, había aparecido en
el mismo puerto. Había zarpado antes que el Grear Western,
y tardó dieciocho días en llegar desde
Irlanda.
2.1.2.1 TIPOS DE
EMBARCACIONES
-BARCOS COMERCIANTES
+BUQUE DE CARGA GENERAL
El buque de carga general se ha adaptado
con sus bodegas a productos
forestales, siderúrgicos o cargas masivas que hace
antieconómico el empleo de
contenedores.
Se transporta carga de todo tipo,
generalmente paletizada, también pueden llevar
contenedores sobre cubierta.
En la actualidad las bodegas de los buques
de carga general tiende a construirse de forma prismática
para facilitar las operaciones de
carga , descarga y estiba eliminando los espacios fuera de boca
escotilla que retrasan la operación de arrumaje y
trincado.
+PETROLERO
El superpetrolero AbQaiq puede
transportar hasta 2 millones de barriles de crudo a
bordo.
Un petrolero es un barco diseñado
para el transporte de crudo o productos derivados del
petróleo. Actualmente casi todos los petroleros en
construcción son del tipo de doble casco en detrimento de
los más antiguos diseños de un solo casco
(monocasco) debido a que son menos sensibles a sufrir
daños y provocar vertidos en accidentes de
colisión con otros buques o embarrancamiento.
A partir de este tipo de barcos,
surgió el superpetrolero, de mayor capacidad de carga, y
destinado al transporte de crudo desde Medio Oriente alrededor
del Cuerno de África. El superpetrolero Knock Nevis es la
embarcación más grande del mundo
+BUQUE DE CARGA
Un buque de carga es cualquier tipo de nave
o barco utilizados para transportar mercancías, bienes y
materiales
desde un puerto a otro. Otros nombres por los que se conoce a
este tipo de barco son navío cargo, navío de
comercio o sencillamente carguero. En otras lenguas, como
por ejemplo en inglés,
se designa con la palabra «cargo» tanto al
navío como a la carga que transporta. En Melanesia y
Polinesia, la llegada de los navíos europeos dio lugar a
los llamados cultos cargo.
Miles de buques de carga atraviesan los
mares y océanos del mundo cada año y soportan el
peso de la mayor parte del comercio
internacional. Los buques de carga normalmente están
diseñados específicamente para esa tarea, y
están equipados con grúas u otros mecanismos para
facilitar la carga y descarga. Pueden ser de muy diversos
tamaños. En la actualidad suelen estar construidos de
acero, y salvo
algunas excepciones su vida media es de entre 25 y 30 años
antes de ser desmantelados.
-BARCOS RECREATIVOS Y
TURÍSTICOS
+BARCO DE PASAJEROS
Barco de pasajeros es la nave específicamente
diseñada para el transporte, generalmente colectivo, de
pasajeros. Según la duración del viaje y el
propósito general para el que es construido, el barco
puede tener muchas instalaciones, llegando a los grandes barcos
de crucero.
Su historia se remonta miles de
años en la antigüedad, pero no fue sino hasta
comienzos del siglo 20 cuando inició la llamada era dorada
de los trasatlánticos, con la construcción de los
barcos Lusitania y mauretania, que impusieron nuevos
estándares debido a su tamaño, el lujo de los
interiores y su velocidad, y la inclusión de nuevas
tecnologías, como energia y
luz
eléctrica.
+FERRY –CRUCERO
Un Ferry-crucero es un navío que
combina las características de un crucero de placer y un
Ro-Ro. Muchas personas viajan en estos barcos para tener una
experiencia de crucero, estando unas cuantas horas en el puerto
de destino, mientras que otros los usan conmo medios de
transporte.
El tráfico de ferry-cruceros
está mayormente concentrado en los mares de Europa del
Norte, especialmente en el Mar Báltico y el Mar del Norte.
Además, barcos similares cruzan el Canal de la Mancha,
como también el Mar de Irlanda, el Mediterráneo, y
el Atlántico Norte. Algunos ferry-cruceros también
circulan en China y
Australia.
+YATE
Un Yate (del holandés
Jacht) es una embarcación de recreo, es decir,
para el uso y disfrute únicamente lúdico,
construida respetando el principio de Arquímedes para mantenerse en la superficie
del agua. Su
propulsión puede ser:
A motor, con uno o varios motores que
pueden ser fueraborda o integrados en el casco de la
nave.
A vela. Realmente, el término
Yate se puede aplicar a cualquier embarcación de
recreo, pero se utiliza específicamente para referirse a
las embarcaciones de recreo de más categoría. Es
decir, aquellas de mayor eslora, mayor potencial deportivo
(cruceros de regata), o mayores prestaciones
en cuanto a cabinas, cubiertas, y elementos
accesorios.
-BARCOS DE GUERRA
+CRUCEROS
Un crucero es un buque de guerra, aunque
—dependiendo del contexto— el término puede
hacer referencia a un viaje de placer en un barco de
lujo.
Actualmente es el buque de mayor
tamaño disponible en las armadas modernas (exceptuando los
portaaviones), con desplazamientos de 10.000
+PORTAAVIONES
Un portaaviones es un buque de guerra capaz
de transportar y operar aviones, que sirve como base móvil
para aviones de combate o reconocimiento.
Durante la Primera Guerra
Mundial algunas de las grandes potencias comprendieron la
importancia estratégica de disponer de aviación
embarcada para enfrentarse a conflictos en
territorios alejados del territorio nacional o en territorios
nacionales de ultramar en los que no era posible disponer de
medios aéreos de importancia por motivos económicos
o logísticos.
+CAÑONERO
Un cañonero es un barco que lleva
uno o más cañones. El término es algo
amplio, y la connotación generalmente ha cambiado con el
curso de los años.
En la época de la vela, un
cañonero era un pequeño buque generalmente de
cubierta (barco) corrida que llevaba un solo cañón.
Un cañonero podría llevar uno o dos mástiles
o ser accionados únicamente a remo. Algunos tipos de
cañoneros llevaron dos cañones, o bien montaron un
número de cañones giratorios en los pasamanos. Las
ventajas sobre este tipo de cañonero eran que él de
un solo cañón, este podía ser más
pesado (por ejemplo un 32 libras) y que el barco podía
maniobrar en aguas poco profundas, donde resultaba difícil
la navegación para naves más grandes.
Una sola andanada de una fragata
demolería a un cañonero, pero una fragata que
hiciera frente a media docena de cañoneros en un estuario
probablemente sería dañada de seriedad antes de que
pudiera hundirlos a todos.
2.1.3 ESTRUCTURAS
2.1.3.1 PARTES DE UN BUQUE
Descripción del casco
Partes básicas de una embarcación. 1.
Proa. 2. Bulbo de Proa. 3. Ancla. 4 Costado de Babor. 5.
Hélice. 6. Popa. 7. Chimenea. 8. Superestructura. 9.
Cubierta.
Un buque para poder navegar
debe poseer flotabilidad lo cual exige que su estructura sea
impermeable al agua y resistente para soportar los esfuerzos a
que estará sometida, lo que le proporciona esta
impermeabilidad y resistencia es la
calidad y
forma de su casco.
Casco: es el envoltorio impermeable de la nave. Debe
tener una forma tal que favorezca su velocidad y le
proporcione las mejores cualidades marineras para la
navegación. La proa es la parte anterior del casco y
la popa la parte posterior. Estribor y babor son
respectivamente, las partes derecha e izquierda del buque
suponiendo al observador mirando hacia la proa.Cuaderna maestra: es la sección vertical
transversal del casco de área
máxima.Cuadernas: son las piezas curvas que se afirman a la
quilla en forma perpendicular a esta. Sirven para dar forma
al buque y sostener los forros.Línea de flotación:
intersección del plano de nivel libre del agua con la
superficie exterior del casco.Obra viva: es la parte sumergida del
casco.Obra muerta: es la parte emergente del casco y cuyas
superficies laterales se llaman costados.Quilla: pieza longitudinal que corre de proa a popa
en la parte más baja del buque, sirviendo de
ligazón entre las cuadernas.Roda y codaste: piezas fundidas que en
prolongación de la quilla forman los extremos del
buque a proa y a popa respectivamente.Forro exterior: es la parte exterior del casco,
formado por tablones o planchas, según el buque seade
madera o hierro.Calafatear: es la operación de
impermeabilizar o hacer estanco el casco.Cubiertas: son las superficies
horizontales que dividen el interior del buque en el sentido
de su altura.Baos: son piezas transversales que
complementan las cuadernas y sirven para sostener a las
cubiertas.Castillo: es la superestructura de
proa.Combés: es la superestructura
que se encuentra en el centro del buque.Alcázar: la superestructura que
se encuentra en la popa.Bodega: espacio interior de una nave,
bajo la cubierta principal.Sentina: zona más baja de la
bodega donde llegan las aguas que puedan haber penetrado en
ella.Escotilla: aberturas practicadas en las
cubiertas, que sirven para comunicarlas y dar paso a la luz y
al aire.Brazola: brocal que rodea a la
escotilla para impedir la caída de agua y objetos al
interior del buque.Fogonaduras: son las aberturas de las
cubiertas por donde atraviesan los palos.Puntales: son los refuerzos de los baos
en sentido vertical.Mamparos: longitudinales o
transversales, subdividen el casco en varios compartimientos,
aumentando su rigidez y resistencia.Mamparo estanco: aquellos que se
cierran herméticamente, mediante puertas estancas, que
impiden que el agua se comunique entre ellos en caso de
avería.Doble fondo: consiste en colocar un
segundo forro interior entre las cuadernas, dividiendo en
celdas el fondo de la nave.Coferdams: empleados en los buques de
guerra. Son especies de largos cajones que protegen el casco
en caso de una vía de agua.Escobenes: agujeros practicados en la
roda que permiten el paso de la cadena del ancla.Ancla: elemento que, lanzado al fondo
del mar, se agarra en él gracias a sus uñas,
manteniendo la nave fija en su lugar de fondeo.Cabrestante: maquinaria que sirve para
izar la cadena del ancla y trabajar con los cabos de a bordo.
Ejerce grandes esfuerzos.Bita: columnas de hierro firmes a la
cubierta donde se toman vuelta los cabos, alambres y cadenas
que que se utilizan a bordo.
Lados
Proa Parte delantera.
Popa Parte trasera.
Estribor Lado derecho mirando de popa hacia
proa.Babor Lado izquierdo mirando de popa hacia
proa.
A. MOTORES DE VIENTO
Un motor de viento que es propulsado por el
impacto del viento contra un rotor del impeledor que viaje en la
misma dirección que abarcar próximo del
viento:
a. una unidad que abarca un par de los
rotores del impeledor que tienen paletas en el perímetro y
que se montan en un eje vertical, el par de rotores del impeledor
está substancialmente en serie al corriente, el eje
vertical de cada rotor del impeledor es metido en diario abearing
en los lados de la tapa y del fondo, los cojinetes inferiores son
apoyados directamente por la estructura baja de la plataforma y
los cojinetes superiores son apoyados por la estructura que
extiende para arriba en dos lados de la plataforma
baja
B. MOTORES DE RESORTES
La única parte de un motor a
explosión que lleva resortes son aquellos que se utilizan
para cada válvula de admisión y escape con el
objeto de tensar las mismas para su cierre conforme el ciclo.
Abre la valvula de admisón ingresa combustible a la
cámara de combustión, se cierra (por el resorte),
explota y se abre la valvula de escape para permitir la salida de
los gases de
combustión, luego esta se cierra (por la tensión
del resorte) y así sucesivamente.
C. MOTORES HIDRÁULICOS
Los motores hidráulicos realizan un trabajo
mecánico en forma de movimiento
giratoria ejerciendo un par en el eje de salida. Su
funcionamiento es pues inverso al de las bombas
hidráulicas. Se emplean sobre todo porque entregan un par
muy grande a velocidades de giro pequeñas en
comparación con los motores
eléctricos.
Son de tamaño reducido y pueden girar en los dos
sentidos, pero el par es pequeño, son ruidosos, pueden
trabajar a altas velocidades pero de forma análoga a los
motores de paletas, su rendimiento cae a bajas
velocidades.
D. MOTORES ELÉCTRICOS
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, es decir, pueden transformar
energía mecánica en energía electrica
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 de particulares. Pueden funcionar
conectados a una red de suministro
eléctrico o a baterías. Una batería de
varios kilogramos equivale a la energía que contienen 80 g
de gasolina.[cita requerida] Así, en
automóviles se están empezando a utilizar en
vehículos híbridos para aprovechar las ventajas de
ambos.
E. MOTORES DE COMBUSTIÓN
EXTERNA
Un motor de combustión externa es
una máquina que realiza una conversión de
energía calorífica en energía
mecánica mediante un proceso de
combustión que se realiza fuera de la máquina,
generalmente para calentar agua que, en forma de vapor,
será la que realice el trabajo, en
oposición a los motores de combustión interna, en
los que la propia combustión, realizada dentro del motor,
es la que lleva a cabo el trabajo.
Los motores de combustión externa
también pueden utilizar gas como fluido
de trabajo (aire, H2 y He los
más comunes) como en el ciclo termodinámico
Stirling.
F. MOTORES DE COMBUSTIÓN
INTERNA
Un motor de combustión interna es un tipo de
máquina que obtiene energía mecánica
directamente de la energía química producida por
un combustible que arde dentro de una cámara de
combustión, la parte principal de un motor. Se emplean
motores de combustión interna de cuatro tipos:
El motor cíclico Otto, cuyo nombre proviene
del técnico alemán que lo inventó,
Nikolaus August Otto, es el motor convencional de gasolina
que se emplea en automoción y
aeronáutica.El motor diésel, llamado así en honor
del ingeniero alemán nacido en Francia Rudolf Diesel,
funciona con un principio diferente y suele consumir
gasóleo. Se emplea en instalaciones generadoras de
energía eléctrica, en sistemas de
propulsión naval, en camiones, autobuses y
automóviles. Tanto los motores Otto como los
diésel se fabrican en modelos de dos y cuatro
tiempos.El motor rotatorio.
La turbina de combustión.
F.1 DE EXPLOSIÓN (DOS Y CUATRO
TIEMPOS)
-DE DOS TIEMPOS
Con un diseño adecuado puede conseguirse que un
motor Otto o diésel funcione a dos tiempos, con un tiempo
de potencia cada dos
fases en lugar de cada cuatro fases. La eficiencia de
este tipo de motores es menor que la de los motores de cuatro
tiempos, pero al necesitar sólo dos tiempos para realizar
un ciclo completo, producen más potencia que un motor
cuatro tiempos del mismo tamaño.
El principio general del motor de dos tiempos es la
reducción de la duración de los periodos de
absorción de combustible y de expulsión de gases a
una parte mínima de uno de los tiempos, en lugar de que
cada operación requiera un tiempo completo. El
diseño más simple de motor de dos tiempos utiliza,
en lugar de válvulas
de cabezal, las válvulas deslizantes u orificios (que
quedan expuestos al desplazarse el pistón hacia
atrás). En los motores de dos tiempos la mezcla de
combustible y aire entra en el cilindro a través del
orificio de aspiración cuando el pistón está
en la posición más alejada del cabezal del
cilindro. La primera fase es la compresión, en la que se
enciende la carga de mezcla cuando el pistón llega al
final de la fase. A continuación, el pistón se
desplaza hacia atrás en la fase de explosión,
abriendo el orificio de expulsión y permitiendo que los
gases salgan de la cámara.
– DE CUATRO TIEMPOS
El motor convencional del tipo Otto es de
cuatro tiempos. La eficiencia de los motores Otto modernos se ve
limitada por varios factores, entre otros la pérdida de
energía por la fricción y la refrigeración.
En general, la eficiencia de un motor de
este tipo depende del grado de compresión. Esta
proporción suele ser de 8 a 1 o 10 a 1 en la
mayoría de los motores Otto modernos. Se pueden utilizar
proporciones mayores, como de 12 a 1, aumentando así la
eficiencia del motor, pero este diseño requiere la
utilización de combustibles de alto índice de
octano. La eficiencia media de un buen motor Otto es de un 20 a
un 25%: sólo la cuarta parte de la energía
calorífica se transforma en energía
mecánica.
Funcionamiento (Figura 1)
1. Tiempo de admisión – El aire y el
combustible vaporizado entran.
2. Tiempo de compresión – El vapor
de combustible y el aire son comprimidos y encendidos.
3. Tiempo de combustión – El
combustible se inflama y el pistón es empujado hacia
abajo.
4. Tiempo de escape – Los gases de escape
se conducen hacia fuera
A. CÁMARA DE COMBUSTIÓN
La cámara de combustión es un
cilindro, por lo general fijo, cerrado en un extremo y dentro del
cual se desliza un pistón muy ajustado al interior. La
posición hacia dentro y hacia fuera del pistón
modifica el volumen que
existe entre la cara interior del pistón y las paredes de
la cámara. La cara exterior del pistón está
unida por un eje al cigüeñal, que convierte en
movimiento rotatorio el movimiento lineal del
pistón.
En los motores de varios cilindros el
cigüeñal tiene una posición de partida,
llamada espiga de cigüeñal y conectada a cada eje,
con lo que la energía producida por cada cilindro se
aplica al cigüeñal en un punto determinado de la
rotación. Los cigüeñales cuentan con pesados
volantes y contrapesos cuya inercia reduce la irregularidad del
movimiento del eje. Un motor puede tener de 1 a 28
cilindros
B. COMBURENTE Y COMBUSTIBLE
Se denomina comburente a la sustancia que
participa en la combustión oxidando al combustible (y por
lo tanto siendo reducido por este último).
El comburente más habitual es el
oxígeno, que se encuentra normalmente en el
aire con una concentración porcentual en volumen
aproximada del 21%. Para que se produzca la combustión es
necesaria la presencia de una proporción mínima de
oxígeno, que por regla general va de un 15% hasta en casos
extremos de un 5%. En situaciones donde no existe oxígeno
o en donde se desea una combustión fuerte y muy
energética, se puede usar oxígeno gaseoso o
líquido, como es en el caso de los cohetes usados en los
transbordadores espaciales.
Este término se usa por
extensión a cualquier medio en el que es posible la
ignición o combustión, siendo uno de los lados del
diagrama de
Ostwald (también conocido como triángulo de
combustión
Combustible es cualquier material capaz de
liberar energía cuando se quema, y luego cambiar o
transformar su estructura química. Supone la
liberación de una energía de su forma potencial a
una forma utilizable (por ser una reacción química,
se conoce como energía química). En general se
trata de sustancias susceptibles de quemarse, pero hay
excepciones que se explican a continuación.
Hay varios tipos de combustibles. Entre los
combustibles sólidos se incluyen el carbón, la
madera y la turba. El carbón se quema en calderas para
calentar agua que puede vaporizarse para mover máquinas a
vapor o directamente para producir calor utilizable en usos
térmicos (calefacción). La turba y la madera se
utilizan principalmente para la calefacción
doméstica e industrial, aunque la turba se ha utilizado
para la generación de energía y las locomotoras que
utilizaban madera como combustible eran comunes en el
pasado.
Entre los combustibles fluidos, se
encuentran los líquidos como el gasóleo, el
queroseno o la gasolina (o nafta) y los
gaseosos, como el gas natural o los
gases licuados de petróleo
(GLP), representados por el propano y el butano. Las gasolinas,
gasóleos y hasta los gases, se utilizan para motores de
combustión interna.
C. SISTEMA
BÁSICO
+ÉMBOLO (PISTÓN)
Se denomina pistón a uno de los
elementos básicos del motor de combustión
interna.
Se trata de un émbolo que se ajusta
al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles
llamados segmentos o anillos. Efectúa un
movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro
a modificar su presión y
volumen o transformando en movimiento el cambio de
presión y volumen del fluido.
A través de la articulación
de biela y cigüeñal, su movimiento alternativo se
transforma en rotativo en este último.
Puede formar parte de bombas, compresores y
motores. Se construye normalmente en aleación de aluminio.
Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n"
+BIELA
Se denomina biela a un elemento
mecánico sometido a esfuerzos de tracción o
comprensión.
Actualmente las bielas son un elemento
básico en los motores de combustión interna y en
los compresores alternativos.
Se pueden distinguir tres partes en una
biela valencia.
La parte trasera de biela, es la parte
con el agujero de menor diámetro, y en la que se
introduce el casquillo a presión, en el que luego se
inserta el bulón, un cilindro o tubo metálico
que une la biela con el pistón.El cuerpo de la biela es la parte
central, está sometido a esfuerzos de
tracción-compresión en su eje longitudinal, y
suele estar aligerado, presentando por lo general una
sección en forma de doble T, y en algunos casos de
cruz.La cabeza es la parte con el agujero de
mayor diámetro, y se suele componer de dos mitades,
una solidaria al cuerpo y una segunda postiza denominada
sombrerete, que se une a la primera mediante
tornillos.
Entre estas dos mitades se aloja un
casquillo, cojinete o rodamiento, que es el que abraza a la
correspondiente muñequilla ó
muñón en el cigüeñal
+CIGÃ>EÑAL
Un cigüeñal es un eje con codos
y contrapesos presente en ciertas máquinas que, aplicando
el principio del mecanismo de biela – manivela, transforma el
movimiento rectilíneo alternativo en rotatorio y
viceversa.
Los cigüeñales se utilizan
extensamente en los motores alternativos, donde el movimiento
lineal de los pistones dentro de los cilindros se trasmite a las
bielas y se transforma en un movimiento rotatorio del
cigüeñal que, a su vez, se transmite a las ruedas y
otros elementos como un volante de inercia. El
cigüeñal es un elemento estructural del
motor.
Normalmente se fabrican de aleaciones
capaces de soportar los esfuezos a los que se ven sometidos y
pueden tener perforaciones y conductos para el paso de
lubricante. Hay diferentes tipos de cigüeñales; los
hay de tres apoyos, de cinco apoyos, etcétera, dependiendo
del número de cilindros que tenga el motor.
D. DIVISIÓN DE LAS PARTES DE UN
MOTOR
D.1 PARTES FIJAS
-CULATA O CABEZOTE
La culata, tapa de cilindros o tapa del
bloque de cilindros es la parte superior de un motor de
combustión interna que permite el cierre de las
cámaras de combustión.
Constituye el cierre superior del bloque
motor y en motores sobre ella se asientan las válvulas,
teniendo orificios para tal fin. La culata presenta una doble
pared para permitir la circulación del líquido
refrigerante. Si el motor de combustión interna es de
encendido provocado (motor Otto), lleva orificios roscados donde
se sitúan las bujías.
La culata se construye en fundición
o en aleación ligera y se une al bloque motor mediante
tornillos y una junta: la junta de culata.
-BLOQUE DEL MOTOR
El bloque de cilindros o bloque del motor
es una pieza fundida en hierro o aluminio que aloja los cilindros
de un motor de combustión interna así como los
soportes de apoyo del cigüeñal. El diámetro de
los cilindros determina la cilindrada del motor.
Funciones
Además de alojar los cilindros,
donde se mueven los pistones, el bloque del motor soporta dos
otras piezas: la culata del motor en la parte superior y el
cárter en la parte inferior. La culata del motor
está fijada al bloque a través de la junta de la
culata, que es atravesada por tornillos de fijación
enroscados en el bloque.
En el interior del bloque existen
también cavidades tubulares a través de las cuales
circula el agua de enfriamiento, así como el aceite de
lubricación cuyo filtro también es generalmente
fijo a la estructura.
-CAMISA Y CARTER
Es el depósito de aceite lubricante,
es la tapa inferior del motor, dentro de la cual se mueve el
cigüeñal.
En su parte inferior está provisto
de un tapón de vaciado, que es el lugar por donde se
extrae el aceite cuando es necesario su cambio. Generalmente esta
tapa esta provista de aletas en su parte externa y se emplean
para mantener el aceite a una buena temperatura de
funcionamiento, que oscila generalmente entre los 80°C y los
90°C. Así mismo, para los motores de vehículos
(no motores estacionarios) en su parte interior debe estar
provisto de un sistema conocido como rompe olas, el cual consiste
en una o unas placas transversales que evitan que el aceite se
acumule en los extremos cuando el motor se inclina y provoque una
deficiencia del mismo.
La camisa del motor es una cavidad
responsable deasegurar que las muy altas temperaturas del
escapeno dañen los componentes internos del motor. Debidoa
su importante función,
en caso de un problema esrecomendable reemplazar la camisa del
cilindro. Pero,¿cómo determinamos cuando hay que
remplazar?Examine la condición de su motor siguiendo estos
procedimientos:
Lo primero que se debe tener en cuenta
hacer es determinar que tipo de camisa se necesita, si seca o
húmeda, a la hora de reconstruir una unidad (las camisas
secas no requieren sellos de agua y simplemente se pueden sacar y
colocar una nueva; Las camisas húmedas tienen hendiduras
donde se colocan los O-rings con el fi n de prevenir la salida de
agua). El método
correcto debe ser usado a la hora de sacar la camisa. Puede haber
daños en la camisa y en bloque del cilindro si las
herramientas y
los procedimientos correctos no son utilizados .Es importante
anotar que una vez la camisa haya sido sacada del motor, debe
colocarse de forma vertical.
D.2 PARTES MÓVILES
– PISTÓN O EMBOLO
Se denomina pistón a uno de los
elementos básicos del motor de combustión
interna.
Se trata de un émbolo que se ajusta
al interior de las paredes del cilindro mediante aros flexibles
llamados segmentos o anillos. Efectúa un
movimiento alternativo, obligando al fluido que ocupa el cilindro
a modificar su presión y volumen o transformando en
movimiento el cambio de presión y volumen del
fluido.
A través de la articulación
de biela y cigüeñal, su movimiento alternativo se
transforma en rotativo en este último.
Puede formar parte de bombas, compresores y
motores. Se construye normalmente en aleación de
aluminio.
-BULÓN, PASADOR O EJE DE
PISTÓN
El bulón es un eje de acero con el
centro hueco que sirve de unión entre la biela y el
pistón, el bulón además puede ser: flotante
cuando el bulón gira en los soportes del pistón y
la biela, semiflotante este tipo de bulones se usa en las bielas
de pie abierto, fijo es cuando el bulón está sujeto
a los soportes del pistón por
contracción.
Autor:
Ki Jelsein Rivadeneira
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