No, no lo ha inventado una tal Leticia, ni tiene nada que ver con la salchipapa. El ciclo mixto de Sabathé es un ciclo termodinámico particular, diferente a otros que hemos visto anteriormente en este blog, como el ciclo Otto para motores de gasolina o el ciclo Diesel para los motores de gasóleo.
Aquí vamos a ver algunas particularidades de este ciclo termodinámico y para qué tipo de aplicaciones o motores se usa… Algo interesante que tengo que confesar que desconocía hasta no hace mucho, pero leyendo un viejo libro de mecánica en inglés descubrí y ahora quiero compartir contigo.
¿Qué es el ciclo mixto Sabathé?
La termodinámica es una parte de la ciencia que estudia la relación entre el calor, el trabajo y otras energías. Y son la base de los motores térmicos, como los de los vehículos convencionales que usamos a diario. Como sabes, se pueden diseñar bajo varios tipos de ciclos, según el tipo de motor, y uno de estos ciclos es el denominado como ciclo mixto Sabathé. Un ingenioso concepto que combina la esencia de los ciclos Otto y Diesel para optimizar el rendimiento de los motores.
Este ciclo, patentado por el ingeniero español Juan Manuel Sabathé en 1953, se presenta como una alternativa prometedora para mejorar la eficiencia y reducir las emisiones contaminantes en los motores de combustión interna. Se caracteriza por su combustión parcialmente premezclada y parcialmente estratificada. A diferencia del ciclo Otto, donde la mezcla de aire y combustible se quema completamente antes de la compresión, en el ciclo Sabathé solo una parte de la mezcla se quema previamente, mientras que el resto se quema durante la carrera de expansión. Esta combustión estratificada genera una combustión más completa y eficiente, reduciendo la formación de NOx y otros contaminantes.
Para comprenderlo mejor, entre las etapas del ciclo Sabathé:
- Admisión: el aire fresco ingresa en el cilindro, seguido por la inyección de combustible.
- Compresión: el pistón comprime la mezcla de aire y combustible, aumentando su temperatura y presión.
- Precombustión: una parte de la mezcla se quema previamente cerca de la bujía, generando una llama piloto. Se realiza a presión constante en menor proporción en comparación con el ciclo Diesel, y cuenta con un periodo de combustión a volumen constante, esto último en común con el ciclo Otto.
- Expansión: el resto de la mezcla se quema durante la carrera de expansión, impulsando el pistón y generando trabajo.
- Escape: los gases de combustión se expulsan del cilindro, completando el ciclo.
Ventajas del ciclo Sabathé
Entre las ventajas del ciclo mixto Sabathé, tenemos algunos puntos interesantes como:
- Mayor eficiencia: la combustión estratificada permite una combustión más completa, lo que se traduce en un mayor aprovechamiento del combustible y una mayor eficiencia termodinámica.
- Menores emisiones contaminantes: la baja temperatura de combustión y la combustión completa reducen significativamente la formación de NOx y otros contaminantes, contribuyendo a un menor impacto ambiental.
- Flexibilidad en el uso de combustibles: el ciclo Sabathé puede funcionar con una amplia gama de combustibles, incluyendo gasolina, gas natural, biocombustibles e incluso mezclas de hidrógeno.
- Reducción de ruido: la combustión estratificada genera una combustión más suave y silenciosa, lo que reduce el ruido del motor.
No obstante, no todo son ventajas, también existen algunos retos para su puesta en práctica, y es por ello que no es el ciclo predominante entre la mayoría de los motores actuales.
Aplicaciones del ciclo mixto Sabathé
El ciclo Sabathé tiene un amplio potencial de aplicaciones en diversos campos, incluyendo:
- Motores para automóviles: la mayor eficiencia y las menores emisiones contaminantes lo convierten en una alternativa atractiva para los motores de gasolina y diésel tradicionales.
- Generación de energía: el ciclo Sabathé puede utilizarse en motores de combustión interna para generar electricidad de forma más eficiente y limpia.
- Aplicaciones aeroespaciales: la flexibilidad en el uso de combustibles y la alta eficiencia lo hacen atractivo para aplicaciones aeroespaciales, como drones y aviones pequeños.
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