Los automóviles son una de las creaciones más útiles e influyentes de la humanidad. En la actualidad, son una necesidad para muchas personas y empresas, pero quizás no nos preguntemos con frecuencia qué es lo que hace que funcionen. En realidad, la respuesta es simple: los motores que impulsan los automóviles utilizan una fuente de energía para funcionar. Pero ¿qué tipo de energía se utiliza? En este artículo exploraremos las diferentes formas de energía que se emplean en los flujos de trabajo automotrices y algunas alternativas en desarrollo y uso.
Tipos de energía utilizada en los automóviles
Para empezar, podemos clasificar las formas de energía que mueven los automóviles en tres diferentes tipos que destacan por ser las formas de combustibles más empleadas en la industria automotriz:
- Combustibles fósiles, que son los hidrocarburos que se encuentran naturalmente en la tierra, como el petróleo, el gas y el carbón.
- Electricidad, que se usa en los motores eléctricos que alimentan los vehículos eléctricos.
- Energía alternativa, que se refiere a cualquier fuente de energía no convencional o tecnología mecánica que no utilice petróleo o gasolina como combustibles.
Combustibles fósiles
Los combustibles fósiles son los más utilizados en la industria automotriz en todo el mundo. El petróleo crudo es el recurso principal para estos combustibles. A partir del petróleo, se obtienes otros productos como la gasolina y el diésel, que se utilizan en vehículos medianos y grandes. Los vehículos que funcionan con combustibles fósiles también pueden emplear combustibles alternativos, como el etanol, una forma de alcohol que se deriva de la fermentación de biomasa, como el maíz y la caña de azúcar, o gas natural, que es una mezcla de hidrocarburos producida principalmente a partir de petróleo y gas natural que se utiliza en vez de la gasolina y el diésel en motores de combustión interna.
Electricidad
Los motores eléctricos convierten la energía eléctrica almacenada en las baterías en energía mecánica para mover los vehículos. Los vehículos eléctricos son más eficientes energéticamente que los vehículos de combustión ya que éstos tienen una conversión de energía más directa. Las baterías de un vehículo eléctrico se recargan mediante una toma de corriente eléctrica. Además, el frenado regenerativo de vehículos eléctricos ayuda a recargar la batería aprovechando la energía generada al frenar.
Energía alternativa
La energía alternativa es una nueva forma de energía que no depende de los combustibles fósiles. Algunos ejemplos de energías alternativas para los automóviles son los siguientes:
- Sol: los paneles solares se utilizan para impulsar los vehículos experimentales que funcionan con energía solar.
- Hidrógeno: es un combustible utilizado en automóviles que producen electricidad a través de las celdas de combustible.
- Biomasa: se puede convertir en biocombustibles líquidos que se utilizan en motores de combustión interna.
- Eólica: se puede utilizar en combinación con la energía solar para crear vehículos híbridos que funcionen con energías alternativas.
Motores de combustión interna
Los motores de combustión interna son una parte integral de la forma en que se mueven los automóviles alimentados por combustibles fósiles. Estos motores transforman la energía térmica del combustible fósil en energía mecánica, que luego se utiliza para mover las ruedas del vehículo. Los motores de combustión interna más comunes son los motores de gasolina y los motores de diésel, y a pesar de que ambos tipos funcionan de diferentes maneras, esencialmente se basan en el mismo principio básico: los motores transforman la energía térmica en energía mecánica.
Motor de gasolina
Los motores de gasolina funcionan convirtiendo la energía térmica de la gasolina en energía mecánica. Cuando se enciende el motor, el combustible y el aire se mezclan en un carburador o en el sistema de inyección de combustible y luego se comprimen en el cilindro. La mezcla se enciende mediante una chispa eléctrica proporcionada por la bujía. La explosión resultante impulsa el pistón hacia abajo que a su vez lo transmite al cigüeñal, y hace girar el sistema de biela-manivela para hacer girar las ruedas y mover el vehículo.
Motor diésel
Los motores diésel utilizan un proceso conocido como combustión por compresión para transformar la energía del combustible diésel en energía mecánica. Al introducir aire en el cilindro, la combinación se comprime hasta alcanzar una temperatura muy alta, lo que provoca la combustión espontánea del combustible. La explosión resultante impulsa el pistón hacia abajo, que a su vez lo transmite al cigüeñal. El proceso es más eficiente que el de la gasolina debido a la mayor presión en el cilindro, lo que produce mayor energía mecánica.
Motores eléctricos
Los motores eléctricos son cada vez más comunes en los vehículos modernos. Estos motores utilizan electricidad suministrada por baterías para impulsar el movimiento de las ruedas. A diferencia de los motores de combustión interna, los motores eléctricos no utilizan combustibles fósiles ni producen emisiones nocivas. En lugar de eso, se basa en una fuente de energía limpia y renovable que puede recargarse con facilidad.
Funcionamiento de motores eléctricos
Los motores eléctricos transforman la energía eléctrica almacenada en las baterías en energía mecánica mediante rotación. Los motores eléctricos utilizan un rotor y un estator para generar la fuerza necesaria para mover el vehículo. El rotor gira dentro del estator y se genera un campo magnético que a su vez hace girar el rotor, y la energía eléctrica se convierte en energía mecánica.
Vehículos híbridos
Los vehículos híbridos son una combinación de motores de combustión interna y motores eléctricos. Los vehículos híbridos pueden funcionar exclusivamente con electricidad o con combustibles fósiles, o una combinación de ambos. Los vehículos híbridos también tienen un sistema de regeneración de energía en el frenado que recarga las baterías del vehículo eléctrico. Tienen dos motores, uno de combustión interna y otro eléctrico.
Vehículos híbridos enchufables
Los vehículos híbridos enchufables son vehículos híbridos que se pueden recargar mediante una toma de corriente eléctrica. Estos vehículos tienen dos motores, uno de combustión interna y otro eléctrico, y una batería que se puede recargar en una toma de corriente eléctrica.
Alternativas de energía en los automóviles
La próxima fase para los automóviles es que utilicen fuentes de energía alternativas. Esta otra forma de movilidad también se está desarrollando en diferentes países del mundo, principalmente en los países más avanzados en tecnología y comprometidos con el impacto ambiental. Algunas de estas alternativas de energía son las siguientes:
Vehículos eléctricos de autonomía extendida
Los vehículos eléctricos de autonomía extendida eliminan la ansiedad de la batería al permitir que el motor de combustión interna se encienda para cargar la batería una vez que se agote su carga. La energía extra del motor de combustión interna extiende la autonomía del vehículo eléctrico, lo que lo hace ideal para viajes largos.
Vehículos eléctricos a hidrógeno
Los vehículos eléctricos a hidrógeno producen electricidad a partir de hidrógeno y oxígeno. Estos vehículos eléctricos ofrecen una autonomía extendida y no producen emisiones nocivas de ningún tipo en la carretera. Aunque su producción no está a gran escala todavía, las principales compañías automotrices están trabajando para llevar estos vehículos al mercado.
Biocombustibles
Los biocombustibles son una forma más sostenible de energía en los automóviles. Los biocombustibles se elaboran a partir de materias vegetales como el maíz, la soja, la caña de azúcar o la remolacha azucarera. Los biocombustibles son una opción atractiva para los consumidores que buscan reducir su huella de carbono en las emisiones de sus vehículos.
Conclusiones
En resumen, los automóviles pueden utilizar varias formas de energía, pero los más utilizados en la actualidad son combustibles fósiles, electricidad y energías alternativas. Los motores de combustión interna se usan comúnmente en vehículos que funcionan con combustibles fósiles y los motores eléctricos en vehículos eléctricos, mientras que los vehículos híbridos emplean ambos motores. A medida que la industria de la automoción se preocupa cada vez más por
