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Ciencia y Tecnología: Límite de eficiencia energética en motores térmicos

En la entrada sobre las turbinas eólicas vimos que aunque se construyeran perfectas no podíamos obtener un rendimiento del 100%, había un límite teórico muy inferior. 

En los motores de combustión y en general en los motores térmicos pasa algo parecido, el límite de eficiencia teórica no es 100%.

El motivo es que los motores térmicos entre los que están los motores de combustión de 4 tiempos, los de 2 tiempos, los diesel y otros de diferentes ciclos, para que la eficiencia fuese del 100% la temperatura de explosión debería de ser infinita y toda esa energía debería de transformarse en movimiento quedando los gases a 0º absolutos. Vamos, que como se puede ver es imposible.

El rendimiento teórico de un motor de combustión para una temperatura de los gases cuando explotan dentro del cilindro de 1.570ºC y una temperatura ambiente de 17ºC sería de un 84,3%. 

Esto es una primera aproximación, si tenemos en cuenta la relación de compresión de 8 a 1 (diferencia entre la presión de los gases al entrar y al comprimirse) que es el normal en un vehículo de gasolina, el rendimiento máximo teórico es del 56,5%.

ciclo Otto

Ciclo Otto. Imagen Wikipedia.

En los diesel, al tener una relación de compresión mayor, el rendimiento aumenta. Para una relación de 18:1 el máximo teórico sería del 63,2%.

Pero en todos estos casos estamos hablando del máximo teórico, en la práctica los valores del rendimiento son del 25% para un vehículo típico, 46% para un motor de una gran planta de carbón, 51,7% para el motor diesel más grande del mundo y de cerca del 60% para una planta de ciclo combinado.

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