La invención de la máquina de vapor supuso un cambio en el desarrollo tecnológico, especialmente por el aprovechamiento de nuevas fuentes de energía mecánica y el uso que se les podría dar. La invención de los motores de combustión interna fue uno de los siguientes cambios en esta ola de descubrimientos e invenciones.
¿Qué es un motor de combustión interna?
Un motor de combustión interna o motor de explosión se define como un tipo de máquina con la capacidad de generar energía mecánica a partir de la reacción exotérmica (combustión) de manera interna debido a una mezcla de aire y combustible.
La necesidad de desarrollar motores de combustión interna surgió gracias a la máquina de vapor, pues el motor utilizado en estas máquinas requería mucho espacio así que se buscó una solución que pudiera adaptarse a los vehículos móviles que también estaban en pleno desarrollo.
¿Quienes participaron en su desarrollo?
La primera invención es algo difícil de establecer debido a que en todo el mundo se desarrollaban maquinas mecánicas y nuevos combustibles. Sin embargo, el registro de patente oficial más antiguo que se tiene de un motor de combustión le pertenece a Philippe Lebón y se remonta al año 1800. El motor de Lebón utilizaba aire y gas alumbrado que se quemarían dentro de un cilindro con la finalidad de mover un pistón.
Motor de Lebón
La idea de Lebón no fue puesta en práctica hasta que en 1807 le dieron la patente de invento a François Isaac de Rivaz quien desde años atrás se encontraba trabajando en un motor primitivo que consistía en un cilindro largo colocado de forma vertical que en su interior contaba con dos pistones: Uno más grande cuya función era hacer girar una rueda mientras que el más chico permitía la entrada de aire y la salida de gases, como combustible utilizaba una mezcla de aire y de hidrogeno. También fue el primer motor que se adaptó a una plataforma con el fin de moverla creando así el primer vehículo motorizado.
Motor de Rivaz
A la par, en el mismo año, los hermanos Nicéphore y Claude Niépce construyeron su propio motor llamado Pyréolophore un motor de aire dilatado por calor, muy similar al utilizado por las máquinas de vapor el cual utilizaron en un barco modelo para subir la corriente del río Saona. Un dato curioso de este motor es que su principal combustible fue un polvo compuesto por las esporas de una planta del orden Lycopodiales y tras casi diez años de investigación lograron crear un combustible a base de una mezcla de resina y carbón. Sin embargo el motor no paso a tener más innovaciones.
Motor de los hermanos Niépce
Más adelante, en 1823, el inventor Samuel Brown conocido como el padre del motor de gas, desarrollo tres tipos de motores diferentes siendo el motor de vacío de gas el más relevante y exitoso de la época. Dicho motor contenía cilindros de combustión y de trabajo separados, así como un sistema de enfriamiento con agua que circulaba gracias a una bomba. Tal motor logró adaptarse a un vehículo y subir una colina para demostrar su eficacia a un gran número de espectadores de la época volviéndolo un éxito total, sin embargo, aún era muy temprano para su adopción.
Motor de Brown
Tres años más adelante, Samuel Morey Obtuvo una patente para un motor de combustión interna que utilizaba gasolina o vapor sin comprimir. Morey descubrió que el vapor de trementina mezclado con aire era explosivo. Su motor resultó ser bastante similar a los que tenemos hoy en día; con dos cilindros, un carburador, válvulas y levas logro mover un pistón generando vacío mediante un proceso un tanto complicado que involucraba una explosión e inyección de agua, por tal motivo jamás encontró compradores interesados y con el paso del tiempo las mejoras a este motor fueron abandonadas.
Funcionamiento del motor de Morey
Para 1838, William Barnett Obtuvo la patente por tres tipos de motores de combustión interna que funcionan con gas como combustible
El primero es de acción simple y de ciclo de dos tiempos con bombas separadas de gas y aire sumadas a un cilindro de potencia conectado directamente al recipiente donde se inicia la combustión, el escape se realiza a través de una válvula de pistón.
El segundo motor alterna la combustión de un lado a otro del pistón, de ahí en más, es completamente igual al anterior.
El tercero cuenta con un puerto de escape por donde salen los gases generados permitiendo que entre una nueva carga de combustible.
Motor de dos tiempos de Barnett
Tiempo después, en 1860 el ingeniero belga Jean Joseph Etienne Lenoir construyó un motor de dos tiempos y en 1863 uno de cuatro tiempos. Con su primer motor logró armar un vehículo de casi 20 toneladas y logro moverlo 6 km. A pesar de esto, la idea de utilizarlo en un vehículo fue desechada por Lenoir sin pensar que en un futuro muchos otros inventores lo tomarían como punto de partida para el desarrollo de los vehículos modernos.
Motor de Lenoir
Más tarde, Nikolaus Otto llego con una innovación que dio un giro disruptivo a la historia, el desarrollo de un motor de cuatro tiempos, el motor de Otto era encendido por una chispa externa y contaba con pistones alternados, dicho motor utilizaba como combustible gas de alumbre. Si bien el motor presentaba mejoras significativas, aún no fue posible su implementación en vehículos debido a su peso.
Motor de cuatro tiempos de Otto
El problema del peso fue resuelto por un colaborador de Otto, Gottlieb Daimler, quien empezó a introducir los motores a gasolina. El nuevo diseño de estos motores dio paso a la implementación en vehículos llegándose a probar en bicicletas de madera y carruajes de la época.
Mientras que Daimler logró construir el motor definitivo para los automóviles en 1889, a la par se sumaba Karl Benz quien en 1885 logró patentar un automóvil con motor a cuatro tiempos detonando la era de la industria automotriz.
Automóvil de Daimler
Los inventos de Daimler y Benz fueron un éxito rotundo que llamo la atención hasta la llegada del ingeniero francés Rudolf Diesel quien en 1892 consiguió la patente del motor más eficiente de todos: El motor Diesel. La primera prueba de este motor casi le cuesta la vida, pues estallo al momento de realizar pruebas de funcionamiento, sin embargo, esto no freno a Diesel quien en 1897 consiguió que su motor alcanzara una potencia de 25 caballos de vapor mejorando significativamente su eficacia en comparación con el motor de Otto y siendo adoptado por la industria.
Antiguo motor Diesel
Años más tarde y después de varias patentes negadas, Félix Wankel obtuvo una patente por un motor rotativo de combustión interna en 1936. También trabajó para BMW, DVL, Junker, y para la empresa Daimler-Benz desarrollando nuevos prototipos de motores, bombas y compresores. Aunque su trabajo se interrumpió debido a la segunda guerra mundial, no freno su interés en el desarrollo de nuevos motores y, en 1951, logró construir el primer motor de motocicleta junto a Walter Froede.
Funcionamiento del motor Wankel
Actualmente el motor de Wankel ha sido adoptados por diversas industrias automotrices, aeroespaciales y de motocicletas, aunque los motores que siguen liderando el mercado son los ideados por Otto y Diesel.
La innovación en este tipo de máquinas se mueve a la par con la búsqueda de nuevas fuentes de energía, no debería extrañarnos que en un futuro muy cercano sean desplazados por los motores eléctricos o fuentes nuevas de energía motriz.
Referencias:
Bonnet Manuel y Bruley Jean Louis Otra. (s.f.) Revolución a la sombra del gran Carnot - Ensayo de bibliografía razonada del primer motor de combustión interna. Recuperado de http://www.utb-chalon.fr/ouvrages/2147/ni-pce-une-autre-r-volution-l-ombre-du-grand-carnot-essai-de-bibliographie-raisonnee-du-premier-moteur-a-combustion-interne-1806-/
Mundo del motor (s. f.) motores de combustión. Recuperado de https://www.mundodelmotor.net/motores-de-combustion/
Suarez, L. (2022) Historia del motor de combustión interna. Recuperado de https://muchahistoria.com/historia-del-motor-de-combustion-interna/
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