Grandes máquinas que utilizan motor eléctrico

El motor eléctrico ha sido fundamental en el desarrollo de muchos de los grandes inventos de la historia

Si alguna vez a alguien se le ha ocurrido afirmar que cierto hecho ha sido considerado como el más importante o mayor hito de la historia de la tecnología, es muy probable que se esté corriendo el riesgo de que otra persona (con un smartphone en la mano y tras una rápida búsqueda en la red) inicie una discusión cuando menos polémica.

Decir que el motor eléctrico, junto con el generador y la electricidad en sí misma (un trío técnicamente inseparable), es uno de los mayores inventos de la historia, tiene una argumentación fácil para su defensa: sin él no existirían buena parte de los considerados más importantes inventos de la historia.

motor electrico

¿Cuál es el secreto que hace del motor eléctrico ser uno de los grandes inventos de la humanidad? Veamos las claves que hacen de él un artefacto perfecto. Es sumamente sencillo al estar formado básicamente por dos piezas que, curiosamente, no necesitan tocarse entre sí dado que el rotor, que así se llama la parte móvil, es impulsado por fuerzas magnéticas. Esto tiene una valiosa ventaja: no se desgasta, y no se pierde energía en fricciones. Dada esa inexistencia de desgaste, un buen motor eléctrico se puede decir que tiene vida prácticamente ilimitada. Su sencillez hace que nunca falle mientras que no se moje ni se sobrecaliente, así como que sea económico y que existan muchos fabricantes. Su versatilidad es asombrosa: puede desde mover las agujas de un reloj de muñeca hasta impulsar un enorme barco mercante.

Infinidad de máquinas y vehículos son impulsados por motores eléctricos, vamos a hacer una selección de algunos de las más importantes:

Tren y tranvía

El motor eléctrico ha tenido desde sus inicios una aplicación importante en el ámbito del transporte ferroviario, especialmente en las líneas de corta y medias distancias. Los tranvías y trenes metropolitanos han sido y siguen siendo desde hace muchas décadas un medio de transporte silencioso, limpio y muy capaz. Siempre se han aprovechado de las mejores cualidades del motor eléctrico para ello: eficiencia, limpieza, silencio, sencillez y fiabilidad.

locomotora Renfe
Locomotora híbrida impulsada por motores eléctricos

Numerosos modelos de locomotoras que circulan por vías no electrificadas, aparentemente diésel, “tienen truco” porque realmente confían en motores eléctricos para impulsarse, contando con un motor térmico de velocidad constante en su interior con el que generan la electricidad para alimentar a los eléctricos. La clásica locomotora de Renfe utiliza básicamente el esquema de funcionamiento de los coches híbridos aunque sin baterías. Gracias a los modernos sistemas de control electrónicos, estos sistemas han demostrado ser muy válidos superando al de las locomotoras de tracción diésel con transmisión hidráulica.

AVE
Trenes AVE, eléctricos

En las últimas décadas el ferrocarril eléctrico de larga distancia ha tenido un gran auge con los trenes de alta velocidad, cuyas numerosas nuevas líneas se están desarrollando en muchos países y están sustituyendo claramente al transporte aéreo de corta distancia. Todos estos trenes han necesitado de las bondades del motor eléctrico para su existencia.

Grandes vehículos híbridos

Los motores térmicos tanto gasolina como diésel presentan dos grandes inconvenientes que hacen complicada su aplicación en la tracción de grandes vehículos de transporte terrestre: un muy limitado rango de velocidad de funcionamiento (de revoluciones por minuto) que hace necesario una caja de cambios y, que a velocidad cero (motor parado) no pueden transmitir ninguna fuerza, lo que hace necesario un sistema de embrague. Sin embargo un motor eléctrico no necesita ni embrague ni caja de cambio de velocidades dado que el par de giro máximo lo ofrecen ya a cero revoluciones por minuto y, su rango de funcionamiento es muy amplio, pudiendo trabajar fácilmente entre cero y 15.000 revoluciones por minuto, por lo que sólo necesitan de una sola relación de velocidades para su funcionamiento. Otra ventaja: pueden invertir su sentido de giro, no necesitando siquiera marcha atrás.

La utilización de sistemas de embrague y cambio de marchas en vehículos de gran tonelaje presenta grandes inconvenientes, por lo que la tracción con motor eléctrico ha sido la solución en estos casos. Un ejemplo ya lo hemos visto con la locomotora híbrida.

También grandes vehículos especiales como la plataforma de lanzamiento de cohetes de la NASA o los grandes camiones volquete como los de la marca Liebherr son impulsados por motores eléctricos

  • Gran volquete eléctrico, híbrido diésel: Los grandes camiones mineros se mueven gracias a esquemas híbridos: un motor diésel impulsa el generador que alimenta los motores eléctricos, que son los que realmente impulsan el vehículo.

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  • Plataforma de lanzamiento de cohetes de NASA impulsada por motores eléctricos: Hasta hace unos años fue el vehículo terrestre más grande jamás construido.

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Barcos

En las últimas décadas tiende a confiarse cada vez más en los motores eléctricos para la impulsión de las hélices de los grandes barcos, dadas las ventajas que se han comentado de sencillez mecánica y un control más inmediato de la velocidad, por la ausencia de embragues y complejos sistemas de transmisión mecánica. Todo esto una vez que han mejorado la eficiencia de los sistemas electrónicos de control. Realmente seguimos hablando de motores eléctricos alimentados por una planta generadora diésel instalada en el barco.

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Aviones

En este caso no estamos hablando de el uso del motor eléctrico para la impulsión del avión, aquí aun queda algo lejos esta posibilidad dada la gran importancia en la relación peso-potencia que sólo un motor turbo-reactor y su combustible fósil puede ofrecer, sino de confiar en motores eléctricos para mover todas las superficies de control: timones de profundidad, de cola, alerones y flaps. Como sabemos, se trata de una misión de alta seguridad en el que un pequeño fallo en uno de los motores puede provocar la pérdida de control del avión.

Hasta hace unas décadas, en los aviones comerciales de transporte de pasajeros, era el propio piloto quien accionaba, más o menos directamente, el movimiento de los timones mediante el accionamiento manual de los mandos. Se hacía llegar el movimiento a los timones mediante cables, varillas o sistemas hidráulicos. Especialmente estos últimos son sistemas complejos, que precisan de un cuidadoso diseño y mantenimiento para no fallar. Realmente aún quedan muchas unidades con estos sistemas, pero los aviones de nueva factura a partir del pionero Airbus 320, utilizan el sistema llamado “fly by wire”. En ellos el piloto mueve los mando y pedales informando a un ordenador de sus intenciones de maniobra, pero es el ordenador el que realmente procesa y ordena el movimiento concreto a los motores eléctricos que animan a esas llamadas superficies de control.

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Estaciones de bombeo hidráulicas

Estación de bombeo
Estación de bombeo

Se podría decir que antes de la invención del motor eléctrico la ingeniería hidráulica sólo contaba con la fuerza de la gravedad para la impulsión de las aguas de suministro y residuales. Eso en zonas urbanas donde, con suerte, se contara con red de suministro de agua. Esto se ha mantenido con pocas innovaciones durante siglos, desde que los antiguos romanos desarrollaran esta ingeniería del transporte y distribución de agua.

Fuera del ámbito urbano sólo los aljibes, depósitos de agua de lluvia, podían alimentar directamente un hogar. Por fin el motor eléctrico pudo hacer llegar el agua a largas distancias donde los ríos y acueductos no llegaban, y sustituyó el ancestral transporte de agua mediante cántaros en zonas rurales.

Hoy en día las bombas hidráulicas impulsadas por motores eléctricos son el corazón de las redes de distribución de agua a todos los niveles y han demostrado ser desde hace más de un siglo, un sistema muy eficiente y fiable sin el que no se entenderían las infraestructuras hidráulicas modernas de cualquier población. También los motores eléctricos son imprescindibles para el filtrado del agua para su potabilización y el funcionamiento de las depuradoras de aguas residuales.

El torno

Este desconocido célebre es la máquina herramienta más importante desde hace más de un siglo para fabricar cualquier otra máquina. Sin ella y sin los motores eléctricos que las impulsan no se habría podido fabricar ninguna de las máquinas que se nombran en el resto del artículo.

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Imágenes | Flickr Jose Luis Cernadas IglesiasAconcaguaAirbus Press RoomSilenzio76,

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