La creatividad a menudo da lugar a innovaciones sorprendentes y, en ocasiones, a motores que desafían las convenciones, y esto lo hemos visto a lo largo de la historia con algunos diseños de motor fuera de lo común. Este artículo veremos algunos de los más extraños que se han creado.
Algunos de ellos resultaron un fracaso, otros se hicieron un hueco o influyeron bastante en la ingeniería para futuros desarrollos. Sea como sea, estos motores merecen nuestra atención…, como segunda parte del artículo que ya hice hace tiempo sobre más motores raros.
Motor rotativo
El motor rotativo fue una innovadora tecnología de motores de combustión interna, utilizada extensamente antes y durante la Primera Guerra Mundial para propulsar aviones, así como algunos de los primeros automóviles y motocicletas. Aunque presentaba ventajas como su eficiencia en términos de potencia, peso y fiabilidad, hacia principios de la década de 1920 comenzó a volverse obsoleto. Esta obsolescencia se debió principalmente a su bajo par motor y limitaciones en el rendimiento volumétrico debido a la forma en que aspiraba la mezcla de aire y combustible.
El motor rotativo es esencialmente un motor de ciclo Otto, pero con la peculiaridad de que el cigüeñal permanece fijo mientras el bloque de cilindros gira a su alrededor. Esta configuración proporcionaba un efecto giroscópico que suavizaba la entrega de potencia y reducía las vibraciones, problemas comunes en los motores de pistón convencionales. Aunque superado por diseños más modernos, el motor rotativo dejó un impacto significativo en la historia de la tecnología de motores.
Motor radial
El motor radial, también conocido como motor en estrella, es una disposición de motor de combustión interna en la que los cilindros se encuentran radialmente respecto al cigüeñal, formando una estructura en forma de estrella. Ampliamente utilizado en aviación, especialmente en grandes aviones civiles y militares, aunque también en otros vehículos, como tanques. Este diseño se destacó por su alta relación potencia/peso, sencillez de funcionamiento y fiabilidad. Su popularidad prevaleció hasta la introducción del motor a reacción. Además, a nivel externo, puede parecerse mucho al rotativo anterior, pero no hay que confundirlo.
El debate técnico en los años 1930 entre los motores radiales, en línea y en V buscaba determinar cuál era superior. Aunque el radial ofrecía ventajas como potencia y simplicidad, cada diseño tenía sus propias características. Con el tiempo, se demostró que la elección del motor dependía de las necesidades específicas, y todos estos diseños fueron gradualmente reemplazados por la proliferación de motores de cilindros horizontalmente opuestos (enfriados por aire) y la llegada de los motores a reacción. A pesar de las ventajas del motor en línea o en V en términos de área frontal más pequeña, el motor radial fue preferido por su sencillez, fiabilidad y bajo peso, siendo utilizado extensamente por fuerzas aéreas, especialmente en vuelos sobre grandes superficies desérticas o sobre agua, así como en portaaviones. En contraste, algunos aviones de caza de la Segunda Guerra Mundial optaron por motores en V para lograr una línea aerodinámica más delgada.
Motor Wankel
El motor Wankel, también conocido como motor rotativo, fue ideado por Félix Wankel y perfeccionado por Walter Froede de NSU. En 1924, Wankel concibió este motor que utiliza rotores en lugar de pistones, obteniendo la patente en 1926. Durante las décadas de 1940 y 1950, se realizaron esfuerzos significativos para desarrollar motores rotativos, destacándose por su funcionamiento suave y silencioso, así como por su simplicidad de diseño.
El funcionamiento del motor rotativo es único: un rotor triangular gira dentro de una cavidad con forma de 8, transmitiendo su movimiento rotatorio a un eje cigüeñal. Este diseño, a diferencia de los motores de pistones, aprovecha la expansión y contracción de tres compartimentos separados de mezcla para aspirar aire y combustible, comprimir la mezcla, extraer su energía y expulsar los gases quemados. El motor rotativo presenta ventajas como menor cantidad de piezas móviles, suavidad de marcha, menor velocidad de rotación y menor peso. Sin embargo, también enfrenta desafíos, como emisiones, costos de mantenimiento, dificultades de estanqueidad y sincronización, y menor freno motor. A pesar de estas complejidades, el motor Wankel ha dejado un impacto significativo en la historia de la ingeniería automotriz.
Motor rotativo español
José Ignacio Martín-Artajo fue el español que ideó este diseño muy similar al de Wankel en muchos sentidos. Sin embargo, hay que decir que este hombre fue profesor de ingeniería en el ICAL, también sacerdote jesuita, taumaturgo, e inventor. Además, era hermano del ministro Alberto Martín-Artajo Álvarez, un madrileño que fue político y ministro de Asuntos Exteriores durante la dictadura franquista.
Motor a basura argentino
El ingeniero argentino Edmundo Ramos presentó todos los detalles acerca de su vehículo propulsado mediante la combustión de desechos y agua, denominado «Auto a basura». Este automóvil es completamente no contaminante y contribuye con un 20% de oxígeno al entorno mientras se desplaza utilizando «Gasura». La versatilidad de este combustible permite que cualquier motor a gasolina, ya sea de un vehículo, un motogenerador eléctrico, una maquinaria agrícola o una motobomba para la extracción de agua, pueda operar con «Gasura». Además, este combustible también puede ser empleado para calefacción o cocina, brindando así una amplia gama de aplicaciones sostenibles.
Para probar este experimento y demostrar que funcionaba, fueron desde La Quiaca el 24 de noviembre de 2021, hasta Cabo Vírgenes, donde llegaron el 25 de febrero de 2022. Una larga ruta por Argentina con casi 5000 km de recorrido.
Motor de agua español
En la actualidad, los vehículos eléctricos y de hidrógeno pueden parecer tecnologías de vanguardia, pero estas soluciones tienen sus raíces en el pasado, incluso antes del automóvil. A finales del siglo XIX, ya existían coches eléctricos alimentados por pesadas baterías de plomo-ácido. En cuanto a los motores de hidrógeno de combustión interna, sus primeros diseños datan de la primera década de 1800, aunque su aplicación en automóviles no fue evidente hasta mediados del siglo pasado.
En este contexto, se destaca la figura del inventor español Arturo Estévez Varela, quien a principios de los años 70 presentó un peculiar «motor de agua». Estévez, ingeniero industrial nacido en 1914, obtuvo reconocimiento por hasta 73 patentes y recibió la medalla de plata en la Exposición Internacional de Inventos de Bruselas en 1972. Su invento consistía en un generador de hidrógeno que utilizaba agua y una sustancia secreta para producir el combustible. Aunque mediáticamente se le apodó «motor de agua», técnicamente era un generador de hidrógeno.
Estévez recorría España realizando demostraciones impactantes, echando agua a su motocicleta y utilizando el hidrógeno generado como combustible. Sin embargo, su invento no tuvo éxito duradero, y las teorías sobre su declive incluyen la intervención de petroleras, la evaluación técnica del régimen franquista y posibles problemas económicos. Aunque el «motor de agua» de Estévez no prosperó, su propuesta innovadora demostró ser pionera en la búsqueda de alternativas de combustible y emisiones reducidas en un momento en que estas preocupaciones no eran tan prominentes. Hoy en día, algunos proyectos de grandes marcas exploran nuevamente la idea del motor de combustión interna de hidrógeno como una alternativa interesante a la electrificación.
Motor que funciona con 4 combustibles diferentes
Fiat ha desarrollado el Fiat Siena Tetrafuel, un vehículo que puede utilizar cuatro tipos de combustibles: gasolina, gasolina con etanol, etanol puro y gas natural comprimido (CNG). Este modelo elige automáticamente el combustible según las necesidades y favorece el uso de CNG, que es hasta un 40% más económico que la gasolina. El sistema, respaldado por una centralita electrónica, permite al motor de 1.4 litros cambiar entre combustibles líquidos y gaseosos para optimizar el rendimiento y la eficiencia. Aunque Fiat está evaluando su introducción en China y Europa, el Siena Tetrafuel ya está disponible en Brasil, donde puede aprovechar la variabilidad de precios entre etanol y gasolina. La inversión de 895 millones de euros y dos años de trabajo respaldan este avance, que busca reducir emisiones y mejorar la eficiencia del combustible.
Motor de aire comprimido
El motor de aire comprimido, también conocido como motor neumático, opera mediante la entrada de aire a presión. Aunque no ha ganado una posición sólida en la industria automotriz, promete alcanzar hasta 300 kilómetros de autonomía con un costo de 1,5 euros por carga, utilizando únicamente aire a presión como combustible y sin generar emisiones. El proceso de funcionamiento del motor se basa en tres ciclos: expansión, compresión e inyección.
En el ciclo de expansión, el aire exterior es aspirado y liberado a través de una válvula de expansión. En el ciclo de compresión, el aire se comprime a unos 20 bares, aumentando la temperatura. Finalmente, en el ciclo de inyección, el aire comprimido se inyecta desde un depósito a 300 bares, generando presión y dando inicio a un nuevo ciclo. Aunque el inventor, Guy Nègre, intentó combinar efectivamente el uso de aire comprimido con el de motor de combustión, limitaciones como la necesidad de bombonas grandes, autonomía limitada y aumento de peso han impedido que este tipo de motor se convierta en una apuesta significativa en el ámbito automotriz.
Motor a estiércol
Toyota se ha asociado con el director Morgan Spurlock para crear una serie de videos promocionales del Toyota Mirai, un vehículo propulsado por una pila de hidrógeno con un rendimiento destacado. La serie destaca la apuesta de Toyota por el hidrógeno como alternativa a los combustibles fósiles, complementando su enfoque en los vehículos híbridos. En un video específico, un ingeniero de Toyota convence a un granjero para que done estiércol de su rebaño, que luego se transforma en hidrógeno en una planta. El video demuestra que el estiércol impulsa el Mirai, resaltando el potencial del hidrógeno como fuente renovable de combustible. Según Bob Carter, vicepresidente de operaciones de Toyota, esta iniciativa refleja la inversión a largo plazo en el hidrógeno como fuente de energía.
Motor a madera sueco
En el ámbito de los coches que utilizan madera como combustible, se destacan tres casos de experimentos. En Suecia, un proyecto similar con un Volvo 142 Deluxe de 1968 combinó la industria automotriz sueca con el ingenio agrícola, recorriendo 5420 km con menos de 7 metros cúbicos de madera. En Serbia, un Yugo 45 de 1985 fue modificado para utilizar madera y carbón como combustible, con un proceso de combustión incompleta. Aunque estos experimentos muestran posibilidades, las limitaciones técnicas y medioambientales plantean interrogantes sobre la viabilidad a gran escala de los motores que funcionan con madera.
En Estados Unidos, un granjero transformó su Mercury Cougar XR7 para funcionar con pellets de madera mediante un gasificador instalado en el maletero. Aunque alcanza 75 km/h, la baja densidad energética de la madera presenta desafíos, como la necesidad de aproximadamente 100 kg de pellets para recorrer 350 km.
Motor de ciclo Atkinson
El motor de ciclo Atkinson, inventado por James Atkinson en 1882, es una variante de los motores de combustión interna que prioriza la eficiencia en detrimento de la potencia. Este diseño, cada vez más utilizado en aplicaciones híbridas modernas, retiene una fase de potencia por revolución y presenta diferentes volúmenes de compresión y expansión en comparación con el ciclo original Atkinson. La modificación del ciclo permite la utilización alternativa de combustibles como diésel e hidrógeno, y los gases de escape se expelen mediante aire comprimido. Al retrasar el cierre de las válvulas de admisión, se logra un significativo ahorro de combustible, reduciendo la temperatura y la presión en el cilindro, disminuyendo las vibraciones del motor y mejorando la eficiencia global del ciclo teórico de Otto.
Motor de ciclo Miller
El motor de ciclo Miller, patentado por el ingeniero estadounidense Ralph Miller en 1957, es una variante del ciclo Otto utilizado en motores de cuatro tiempos de combustión interna. En este ciclo, se emplea un cilindro más grande de lo común, se incrementa la relación de compresión mediante un compresor mecánico y se modifica el momento de apertura y cierre de las válvulas de escape. Además, se introduce un intercooler en la admisión.
La característica distintiva del ciclo Miller es que mantiene la válvula de admisión abierta más tiempo que en un motor de ciclo Otto (gasolina) convencional, dividiendo el tiempo de compresión en dos etapas para reducir el consumo de energía durante la compresión. A pesar de ciertas pérdidas de potencia, el ciclo Miller compensa este aspecto mediante un compresor volumétrico que sobrealimenta el cilindro, mejorando la eficiencia global del motor. Este diseño ha sido implementado por Mazda en el motor KJ-ZEM V6 y adaptado por Subaru en su motor híbrido «Turbo Parallel Hybrid».
Motor Stirling
El motor Stirling, inventado por el reverendo escocés Robert Stirling en 1816, es un motor térmico que opera mediante la compresión y expansión cíclica de aire u otro gas a diferentes niveles de temperatura, logrando la conversión de energía calorífica a energía mecánica. Es un motor térmico de ciclo cerrado regenerativo, utilizando un fluido gaseoso permanente y destacándose por la inclusión de un regenerador, que lo distingue de otros motores de ciclo cerrado.
Aunque inicialmente muy limitado en cuanto a aplicaciones, los motores Stirling han recobrado interés recientemente debido a su alta eficiencia en comparación con los motores de vapor y su versatilidad para utilizar diversas fuentes de calor. El ciclo Stirling se compone de dos transformaciones isocóricas y dos isotermas, y la presencia de un regenerador, un intercambiador de calor interno, contribuye a alcanzar mayores rendimientos. Este motor puede emplear uno o varios pistones, y su diseño ha evolucionado desde la invención de Robert Stirling, destacándose por su capacidad para acercarse al rendimiento máximo teórico conocido como rendimiento de Carnot.
Motor atómico
A lo largo de la historia, especialmente en Estados Unidos, desde el descubrimiento de los materiales radiactivos y el poder nuclear, se han propuesto y desarrollado diversos usos disparatados, algunos de los cuales ahora se consideran totalmente fuera de toda seguridad y ética. Un ejemplo notable es el proyecto Plowshare, que fue una serie de programas estadounidenses destinados a explorar aplicaciones pacíficas de explosiones nucleares, como excavar (canales, minería, arquitectura,…) usando bombas atómicas, perforar para el gas subterráneo con estos artefactos, etc. Toda una locura que terminó dejando contaminación por muchos lugares y que tal vez solo era una forma de hacer experimentos nucleares camuflados como civiles.
Tal vez no lo sepas, pero hubo productos radiactivos en artículos de uso diario, como pintura luminosa de relojes y cremas faciales, pastas de dientes radiactivas para blanquear los dientes y darles luminiscencia. En las décadas pasadas, algunas terapias médicas con radiación no tenían los estándares de seguridad actuales, y en algunos casos, se aplicaban sin un control adecuado, generando muchos problemas a los que se sometían a ellas. Toda una larga lista de atrocidades, entre las que no podemos olvidar los automóviles propulsados por reactores nucleares.
El Ford Nucleon fue un concepto de automóvil desarrollado por Ford Motor Company en 1958 con la peculiaridad de contar con un pequeño reactor nuclear de uranio en lugar de un motor de combustión interna. La cápsula de potencia se ubicaría en la parte trasera del vehículo, con dos turbinas, una para propulsar las ruedas y otra para generar electricidad. El diseño buscaba la máxima separación entre la cabina de pasajeros y el reactor nuclear para garantizar la seguridad. Aunque se proyectó que el Nucleon podría recorrer más de 8000 kilómetros sin recargas, el proyecto fue abandonado sin construir ningún prototipo debido a la falta de desarrollo de un reactor lo suficientemente pequeño y a preocupaciones insuperables sobre la seguridad de sus ocupantes, transeúntes y mecánicos en caso de accidente. A pesar de su fracaso, el Ford Nucleon se mantiene como un ícono de la era atómica.