Operación de Plantas

Marinas

INSTRUCTOR: CARLOS LEPUN.

INGENIERO TERCERO
Unidad
Temática I:

Combustión
y Energía
 Combustión

Es una reacción química, de velocidad rápida y

de tipo exotérmica (reacciones que generan
liberación de energía), que involucra a materia
en estados heterogéneos (equilibrios de tipo
sólido-gaseoso o gaseoso-líquido) , así como
gaseosos.

Al finalizar una reacción de combustión, se

generará calor y luz.

https://www.youtube.com/watch?v=qPJjMI-B68M
Combustión

La liberación del calor puede resultar en la

producción de luz en la forma de ya sea de
brillo o flama.
 Cómo se produce la Combustión

La combustión involucra una reacción química de reducción-

oxidación. Esto indica que en la reacción una sustancia se reducirá
(ganará electrones) a través de la oxidación de otra (quién perderá
electrones y los “cederá).

En la combustión, un agente oxidante, el oxígeno, también denominado

comburente, obtendrá sus electrones a través del agente reductor, el
combustible. Esta reacción se define como:

Compuesto A + O2 = Compuesto B + Co2 + H20 +

Energía
 Características de la Combustión

En un análisis físico, la Desde un punto de vista químico, La combustión involucra siempre a

combustión es la oxidación de una combustión sería una reacción un combustible (que es la sustancia
los combustibles. Por lo tanto, es de Reducción-Oxidación, conocida que se consume para la reacción
necesaria la presencia de oxígeno como reacción Redox. Este tipo de debido a sus propiedades) y a un
para este tipo de procesos y, reacción se genera de manera comburente (que es la sustancia
además, los combustibles se controlada en los procesos, sacando química que provoca la reacción), y
compondrán de sustancias los casos accidentales de descontrol puede generar productos de la
volátiles o de fácil encendido en de energía. Además, al ser un combustión tales como vapor de agua,
la oxidación, generalmente se proceso de intercambio de residuos sólidos del combustible
constituyen de materiales como electrones, explica la generación de consumido, así como también del
azufre, hidrógeno y carbono. energía lumínica y térmica. comburente, y dióxido de carbono.
 LA ENERGÍA

 La energía es la capacidad de los cuerpos para

realizar un trabajo y producir cambios en ellos
mismos o en otros cuerpos. Es decir, el concepto de
energía se define como la capacidad de hacer
funcionar las cosas.

 La unidad de medida que utilizamos para cuantificar

la energía es el joule (J), en honor al físico inglés
James Prescott Joule.
 Tipos de combustión

 COMBUSTIONES COMPLETAS:

Son aquellas reacciones en las que se oxida (consume)

totalmente el material combustible y se producen otros
compuestos oxigenados, como el dióxido de carbono
(CO2) o dióxido de azufre (SO2), según sea el caso, y agua
(H2O).

https://www.youtube.com/watch?v=6O1u9FuY1Ns
 Tipos de combustión

 COMBUSTIONES INCOMPLETAS:

Son aquellas reacciones en que aparecen compuestos

que no se oxidaron completamente (llamados también
inquemados) en los gases de combustión. Tales
compuestos pueden ser monóxido de carbono (CO),
hidrógeno, partículas de carbono, etcétera.
Tipos de combustión

 COMBUSTIONES NEUTRAS:

También llamada estequiométrica, son combustiones

completas ideales, realizadas en laboratorio que
utilizan las cantidades exactas de oxígeno para una
reacción perfecta (el oxígeno exacto se determina
mediante cálculos estequiométricos de reacciones).
 PODER CALORÍFICO

Se define como la energía que es capaz de generar

un combustible durante su combustión. Se trata de
una medida de la cantidad de energía que se puede
obtener al quemar un combustible.

Es una medida importante en la industria energética,

ya que se utiliza para comparar la eficiencia de
diferentes combustibles y determinar su valor
calorífico.

https://www.youtube.com/watch?v=mb7RkSUNLL0
 CÓMO SE MIDE EL PODER
CALORÍFICO
Se mide en unidades de energía por unidad de
masa, generalmente en julios por gramo o en
kilojulios por kilogramo.

Para determinar el poder calorífico de un

combustible, se quema en una bomba
calorimétrica, que mide la cantidad de calor que
se genera durante la combustión.
 CÓMO SE MIDE EL PODER
CALORÍFICO
El resultado se expresa en términos de poder calorífico superior, que incluye el calor generado por la
condensación del vapor de agua producido durante la combustión. Además, es posible hacer una
evaluación del poder calorífico de acuerdo a tres criterios:

 Energía/masa de combustible (kJ/kg).

 Energía/volumen de combustible (kJ/m3).
 Energía/mol de combustible (kJ/mol).
TIPOS DE PODER CALORÍFICO

Aunque el poder calorífico de un combustible siempre es el mismo,

pueden existir pequeñas diferencias dependiendo de si se mide su
poder calorífico superior (PCS) o su poder calorífico inferior
(PCI).

https://www.youtube.com/watch?v=oBfz_W0TikY&list=PLl5NO-2Q-5vcURxlqnscak9Qiz1BMCCe_&index=4
TIPOS DE PODER CALORÍFICO

PODER CALORÍFICO PODER CALORÍFICO

INFERIOR: SUPERIOR:

También hace
referencia al calor Establece la cantidad de calor que se

generado durante la produce durante la combustión de 1 kg

de combustible una vez que el vapor
combustión de 1 Kg de
del agua está condensado. Es decir, se
combustible, pero sin
tiene en cuenta el calor desprendido
tener en cuenta el calor
por el agua durante su cambio de fase.
del cambio de fase.
 CUÁL ES LA DIFERENCIA ENTRE EL PODER
CALORÍFICO SUPERIOR E INFERIOR

Por lo tanto, el poder calorífico superior hace referencia al calor total que se genera
durante la combustión y el inferior al calor verdaderamente aprovechable.

Esto se puede ver claramente en la mayoría de motores o calderas que expulsan el agua en
forma de vapor, desperdiciando parte del PCS.

En la actualidad se están desarrollando sistemas como las calderas de condensación, preparadas

para sacar el mayor rendimiento al calor generado durante el cambio de fase del agua.
CLASIFICACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES SEGÚN
SU PODER CALORÍFICO

 Carbón vegetal: Se genera tras someter a los residuos vegetales y a la madera a altas temperaturas,
eliminando, de esta forma, la humedad que contienen. Su poder calorífico oscila entre los 29.000 y
35.000 KJ/kg, estando muy por encima de los niveles de la madera.

 Gas natural: Es uno de los combustibles más empleados del mercado, por su excelente precio y por
su gran poder calorífico que está comprendido entre los 35.731 y los 40.000KJ/Kg.

 Gasóleo: En los últimos años este combustible ha ganado mucha fuerza hasta llegar a ser uno de los
más empleados en la actualidad. Su poder calorífico es algo superior al del gas natural, pudiendo
alcanzar los 42.000KJ/l.
 CLASIFICACIÓN DE LOS COMBUSTIBLES SEGÚN
SU PODER CALORÍFICO

En resumen, se podrían encuadrar los datos en la siguiente tabla:

COMBUSTIBLE PODER CALORÍFICO

Leña 12.000 KJ/kg – 21.000 KJ/kg

Pellets 4,8 kWh/kg (4180 kcal/kg)

Carbón vegetal 29.000 KJ/kg – 35.000 KJ/kg

Gas natural 35.731 KJ/kg – 40.000 KJ/kg

 SUSTANCIA PURA

Una sustancia se dice pura si:

 No puede ser separada en dos o más sustancias por medios físicos o

mecánicos.
 Es homogénea (tiene la misma composición en toda la muestra)
 Sus propiedades son constantes.
 Sus propiedades no dependen de como se prepare o de como se
purifique.
 Tiene composición quí­mica constante.
PROPIEDADES DE UNA SUSTANCIA
PURA

Las sustancias puras tienen propiedades físicas y químicas constantes como densidad, calor,
punto de fusión y estados de agregación.

Homogeneidad
Son homogéneas, por lo que se puede decir que tienen una composición constante en toda su
masa o extensión.

Supongamos que tenemos una sustancia pura como el hierro (Fe). Si lo dividimos en pedazos
más pequeños de hierro, este seguirá teniendo las mismas propiedades físicas y químicas.
 PROPIEDADES DE UNA SUSTANCIA
PURA

Las sustancias puras presentan propiedades de carácter constante, las cuales no obedecen a procesos de
purificación ni a estilos de preparación.

 En las propiedades físicas: se tomarán en consideración cuestiones como la densidad, el calor

específico y el calor latente, el punto de fusión y el punto de ebullición y el estado de agregación de la
materia.

 Por supuesto, entrarán en juego al mismo tiempo las propiedades químicas, con la lupa posada en la
estabilidad, la reactividad, en el comportamiento que tenga tanto un ácido como una base y en las
tendencias respecto tanto al fenómeno de oxidación como al proceso de reducción.
Unidad Temática II:

Primera Ley
Termodinámica
 TERMODINÁMICA

Se llama termodinámica (del griego

thermós, “calor” y dynamos, “poder,
fuerza”) a la rama de la física que
estudia las acciones mecánicas del calor y
de otras formas semejantes de energía.

Así como a variables no extensivas como

la temperatura, la presión o el potencial
químico, entre otros tipos de magnitudes.

https://www.youtube.com/watch?v=ZLAoKBVglU8
TERMODINÁMICA

El estudio formal de la termodinámica inició gracias a Otto von

Guericke en 1650, un físico y jurista alemán que diseñó y
construyó la primera bomba de vacío, refutando con sus
aplicaciones a Aristóteles y su máxima de que “la naturaleza
aborrece el vacío”.

Luego de esta invención, los científicos Robert Boyle y Robert

Hooke perfeccionaron sus sistemas y observaron la correlación
entre presión, temperatura y volumen. Así nacieron los principios
de la termodinámica.
 LEYES DE LA TERMODINÁMICA

Los principios de la termodinámica se enunciaron

durante el siglo XIX, los cuales regulan las
transformaciones termodinámicas, su progreso, sus
límites. Realmente, son principios reales basados ​en la
experiencia en la que se basa toda la teoría.

En concreto, se pueden distinguir tres principios básicos,

más un principio de “cero” que define la temperatura y
que está implícito en los otros tres.
 LEYES DE LA TERMODINÁMICA

PRINCIPIO CERO DE LA La “ley cero” se expresa lógicamente así: si A = C

y B = C, entonces A= B.
TERMODINÁMICA:
Afirma que cuando dos sistemas que interactúan están
en equilibrio térmico, comparten algunas propiedades,
que pueden medirse dándoles un valor numérico
preciso. En consecuencia, cuando dos sistemas están
en equilibrio térmico con un tercero, están en
equilibrio entre sí y la propiedad compartida es la
temperatura.
 LEYES DE LA TERMODINÁMICA

PRIMER PRINCIPIO TERMODINÁMICO

Es también conocido como primera ley de la

termodinámica, establece que “la energía no se crea
ni se destruye, solo se transforma”. Esto quiere
decir que si se realiza trabajo sobre un sistema o bien
éste intercambia calor con otro, la energía interna del
sistema cambiará.
 LEYES DE LA TERMODINÁMICA

SEGUNDO PRINCIPIO TERMODINÁMICO:

Hay varias declaraciones de la segunda ley de la termodinámica,

todas equivalentes, y cada una de las formulaciones enfatiza un
aspecto particular.
En primer lugar, afirma que “es imposible realizar una máquina
cíclica que tenga el único resultado de transferir calor de un
cuerpo frío a un cuerpo cálido” (declaración de Clausius). Por
lo tanto, la transferencia de calor siempre va del cuerpo caliente al
cuerpo frío.
 LEYES DE LA TERMODINÁMICA

SEGUNDO PRINCIPIO TERMODINÁMICO:

Por otra parte, también se puede afirmar, de manera

equivalente, que “es imposible llevar a cabo una
transformación cuyo resultado sea solo el de
convierte el calor tomado de una sola fuente en
trabajo mecánico” (declaración de Kelvin).
 LEYES DE LA TERMODINÁMICA

EQUIVALENCIA ENTRE EL ENUNCIADOS DE CLAUSIUS Y DE KELVIN-

PLANCK
Las dos figuras nos muestran de forma gráfica la
equivalencia de los enunciados de Clausius y de
Kelvin-Planck.
El conjunto de una máquina que transfiera calor
del foco frío al caliente (Clausius) combinado con
un motor nos dan como resultado una máquina
que absorbe calor de una sola fuente y lo
transforma íntegramente en trabajo (Kelvin-
Planck).
Unidad Temática III:

Ciclos de las
Máquinas
Térmicas
Maquinas Térmicas

Son aparatos mecánicos que pueden transformar el calor

en un trabajo mecánico; es decir convierten
parcialmente la energía térmica en energía mecánica, la
cual se puede componer de energía cinética más la
energía potencial.

Las maquinas térmica también se les llama máquina de

calor, los cuales poseen la siguiente información.
MÁQUINA TÉRMICA

Una máquina térmica es un dispositivo que,

operando de forma cíclica, toma de calor de
un foco caliente, realiza un cierto trabajo
(parte del cual se emplea en hacer funcionar la
propia máquina) y entrega calor de desecho a
un foco frío, normalmente el ambiente.
CICLOS DE LAS MÁQUINAS
TÉRMICAS
CICLO RANKINE
Es un ciclo que opera con vapor. Consiste en calentar
agua en una caldera hasta evaporarla y elevar la
presión del vapor. Éste será llevado a una turbina
donde produce energía cinética a costa de perder
presión.
Su camino continúa al seguir hacia un condensador
donde lo que queda de vapor pasa a estado líquido
para poder entrar a una bomba que le subirá la
presión para nuevamente poder introducirlo a la Los diagramas p-V en los que interviene un
caldera. líquido que se vaporiza tienen una diferencia
respecto a los de gas: aparece la llamada campana
de cambio de fase.
 CICLO RANKINE

• En el proceso 1-2 se aumenta la presión del líquido

sin pérdidas de calor mediante un compresor o
bomba, al que se aporta un pequeño trabajo.-
El proceso 2-3 es una transmisión de calor hacia el
fluido de trabajo a presión constante en la caldera.
Con este calor se evapora todo el líquido y se
calienta el vapor hasta la temperatura máxima.
• La expansión del proceso 3-4 se realiza de forma
adiabática. El vapor realiza un trabajo en la turbina
desde la presión de la caldera hasta un valor bajo
de presión al cual se transfiere el vapor al
condensador.
• El proceso 4-1 consiste en refrigerar el vapor de
trabajo a presión constante en el condensador hasta
el estado de líquido, para iniciar de nuevo el ciclo.
CICLOS DE LAS MÁQUINAS
TÉRMICAS
CICLO OTTO
Es el proceso termodinámico que rige el funcionamiento de los
motores de gasolina de combustión interna. Existen dos tipos de
motores de ciclo Otto, dependiendo de en qué parte del movimiento
del pistón se realice cada ciclo.

Están los motores de 4 tiempos, en los que se realiza cada fase del ciclo separadamente, y los motores de 2
tiempos, en los que se realizan dos ciclos simultáneamente. Los motores de 4 tiempos necesitan dos vueltas
completas de cigüeñal para completar el proceso, mientras que en los motores de 2 tiempos, en cada vuelta
completa se realiza todo el proceso.
FASES DEL CICLO OTTO

1.Admisión a presión constante:

Con el pistón en el punto más alto (PMS o

punto muerto superior) y a punto de iniciar
su recorrido de descenso se abre la válvula
de admisión, que permite entrar en la cámara
de combustión el aire o la mezcla de aire y
combustible a una presión constante a
medida que baja.
FASES DEL CICLO OTTO

2. Compresión isoentrópica: al finalizar el

recorrido descendente del pistón (PMI o punto
muerto inferior), se cierra la válvula de admisión y
la de escape permanece cerrada. El pistón comienza
a ascender y el aire o la mezcla de aire y
combustible encerrados en el cilindro se van
comprimiendo al reducirse el volumen del cilindro
a medida que asciende el pistón. Es un proceso
isoentrópico en el que no existe intercambio de
calor con el entorno.
FASES DEL CICLO OTTO

3. Combustión y trabajo:
a punto de llegar a su PMS y con el aire y el
combustible comprimidos se realiza la inyección de la
mezcla explosiva resultante empleando para ello una
chispa eléctrica. Esta fuente de ignición provoca una
explosión de la mezcla sometida a presión y se libera
una energía que empuja el pistón hacia abajo. Es la fase
en la que se produce el trabajo, de ahí que la fase de
explosión se llame también fase de esfuerzo o de
trabajo. Aquí se realizan casi simultáneamente dos de
los procesos del ciclo Otto: la combustión (aporte de
calor a volumen constante) y el trabajo, expansión
isoentrópica o parte del ciclo que entrega trabajo.
FASES DEL CICLO OTTO

4. Escape:
el pistón llega al punto inferior tras la combustión de la
mezcla de aire y combustible y comienza su recorrido
ascendente. La válvula de admisión permanece cerrada
y se abre la válvula de escape para dejar salir los gases
resultantes de la combustión empujados por el pistón
en su recorrido ascendente. Aquí de nuevo se realizan
casi simultáneamente dos procesos del ciclo Otto: la
cesión de calor al entorno a presión constante (al estar
la válvula de escape abierta no hay variaciones de
presión) y el vaciado de la cámara de combustión para
un nuevo ciclo.
CICLOS DE LAS MÁQUINAS
TÉRMICAS
CICLO DIESEL

En un motor de esta clase, a diferencia de lo que ocurre

en un motor de gasolina la combustión no se produce por
la ignición de una chispa en el interior de la cámara. En
su lugar, aprovechando las propiedades químicas del
gasóleo, el aire es comprimido hasta una temperatura
superior a la de autoignición del gasóleo y el combustible
es inyectado a presión en este aire caliente,
produciéndose la combustión de la mezcla.
FASES DEL CICLO
DIESEL

1.Admisión:
En esta fase entra aire en el cilindro (sin
mezcla de combustible) que es
succionado por el pistón en su
movimiento de descenso.
FASES DEL CICLO
DIESEL
2. Compresión:
Después de alcanzar el pistón el extremo
inferior, y una vez se cierran las válvulas de
admisión, el cilindro inicia su ascenso
comprimiendo el aire hasta llegar al punto
más alto de la carrera. La relación de
compresión varía entre 14 y 22.
FASES DEL CICLO
DIESEL
3. Encendido, combustión y expansión: La
elevación de temperatura (440º C) que
acompaña la compresión permite una
combustión espontánea al inyectar el
combustible. Con las válvulas cerradas, la
expansión del gas obliga al pistón a descender
hasta el punto muerto inferior (PMI).
FASES DEL CICLO
DIESEL

4. Escape:

Al llegar el pistón al PMI las

válvulas de expulsión se abren y
los gases se expulsan al exterior.
MOTOR DIESEL
Unidad
Temática IV:

Motores de
Combustión
Interna
Motores de combustión interna (MCI)

Un motor de combustión interna es aquel que

obtiene energía mecánica a partir de la energía
química producida por un combustible (diesel o
gasolina) junto con el aire. Por arder dentro de la
cámara de combustión, recibe el nombre de motor
de combustión interna.
Funcionamiento de un Motor de combustión
interna
El motor de combustión interna de la mayoría de los vehículos posee cuatro fases, por las cuales debe
atravesar para que se realice completo el ciclo:

Admisión: Baja el pistón del cilindro y aspira la mezcla de aire/combustible a través de la válvula de
admisión. En este instante la válvula de salida está cerrada.
Compresión: Las dos válvulas se cierran, sube el pistón y comprime la mezcla carburante.
Explosión: Es aquí cuando la bujía emite una chispa en la mezcla que produce la ignición. El pistón baja
y se produce el movimiento.
Escape: Sube de nuevo el pistón y se abre la válvula de escape, dejando salir los gases que se producen en
la explosión.
Tipos de Motor de combustión interna

La clasificación más importante de los motores alternativos se basa en el tipo de combustible que emplean
para la reacción de combustión, los cuales son:

Motores de explosión ciclo Otto: Es el motor convencional de gasolina que funciona a cuatro tiempos.
Su nombre proviene de quien lo inventó, Nikolaus August Otto. Su funcionamiento se basa en la
conversión de energía química en energía mecánica a partir de la ignición producto de la mezcla
carburante de aire y combustible.

Motores Diésel: Fueron inventados por Rudolf Diésel. Emplean como combustible gasoil (conocido
mayormente como Diésel). También pueden usar una variante ecológica conocida como biodiesel. Esta
clase de motor emplea compresión para el encendido en vez de una chispa.
Tipos de Motor de combustión interna

También se pueden diferenciar las clases de motores por el tipo de ciclo trabajo que desempeñan, los cuales pueden
ser:

Motor de 2 tiempos:

El ciclo termodinámico se desarrolla en cuatro etapas:

Comenzando por la admisión, después la compresión, la
explosión y finalmente el escape. Todo esto se lleva a
cabo en dos movimientos del pistón en forma lineal, es
decir, una vuelta del cigüeñal. Estos motores no presentan
válvulas y son mucho más simples y deben llevar el aceite
unido al combustible en una sola mezcla.
Tipos de Motor de combustión interna

Motor de 4 tiempos:
En estos motores las cuatro etapas termodinámicas se
realizan separadamente, por lo que hay una explosión
cada dos vueltas que hace el cigüeñal. Presenta válvulas
de admisión y de escape. Es el tipo de motor más
empleado en los automóviles actuales. Los motores
también se clasifican por la configuración que presentan,
las cuales pueden ser: Lineal, en V, en H, en W, bóxer,
cilindro opuesto, axial, radial y Wankel o rotativo. Estos
nombres se refieren a la forma en que están colocados los
cilindros, los cuales presentan distintos ángulos.
Motores de encendido por chispa

Un motor de encendido por chispa es un tipo de motor térmico.

Este tipo de motores funcionan siguiendo el ciclo Otto y pueden
ser de dos y de cuatro tiempos. Por este motivo también se
llaman motores Otto o motores de gasolina.

En este tipo de motores aparece un elemento, la bujía, que es

capaz de provocar una chispa cuando recibe energía eléctrica.
De este modo, la bujía es capaz de transformar la energía
eléctrica que proviene de la batería en una chispa.
Funcionamiento de un Motor de
encendido por chispa

Alrededor de la chispa que provoca la bujía se crea el llamado foco de encendido inicial. En el
foco de encendido inicial se propaga la combustión del combustible formando un frente de
llama.

A medida que la llama va encendiendo el combustible aumenta la presión. Gracias a esta

presión se empezará a mover el pistón. La velocidad con que se inflama el combustible queda
determinada por la relación aire/gasolina.
Motores de encendido por compresión

El motor de encendido por compresión es un motor de combustión que funciona siguiendo el ciclo diesel.
Esta clasificación se refiere a la forma en que se inicia la combustión del combustible dentro del pistón.

En el motor de compresión, lo que entra en la cámara de combustión inicialmente es sólo aire. El gasóleo se
inyecta más o menos cerca del punto muerto superior. El combustible entra en estado líquido, pero es
denso. El denso combustible debe vaporizarse, mezclarse con el aire y alcanzar las condiciones de presión y
temperatura apropiadas para inflamarse.
Funcionamiento de un Motor de encendido
por compresión
Se deja entrar aire dentro de un cilindro vía una válvula de admisión. Un pistón o émbolo comprime el
aire y, en la máxima compresión, introducimos carburante mediante un inyector o atomizador.

Debido al aumento de la presión, se produce una combustión de forma espontánea. El aumento de la

temperatura y la presión, empuja el pistón proporcionando un trabajo mecánico. Una vez finalizada la
combustión, el pistón vuelve a comprimir los gases que son expulsados del cilindro para la válvula de
escape. El cilindro vuelve a expandirse para dejar espacio y aspirar más aire y repetir el ciclo.
 ¿Qué diferencia existe con un motor de
encendido por chispa?

• El funcionamiento del motor de encendido por compresión o motor diesel es muy similar a un motor
de gasolina de cuatro tiempos.

• En el caso del motor de gasolina o motor Otto el encendido se realiza mediante una chispa provocada
por una bujía. Por este motivo, también se le llama motor de encendido por chispa.

• La característica más relevante del ciclo diesel es que al quemar el combustible, la expansión de los
gases es a presión constante. Esto se consigue con la adición de más combustible mientras la
combustión se está realizando. Cuando el pistón es empujado por la expansión de los gases, se sigue
inyectando combustible hasta la mitad del recorrido.
Características de los motores diesel
1. Eficiencia en el consumo de combustible: Los motores diésel destacan por su eficiencia en el consumo de
combustible en comparación con sus homólogos de ciclo Otto, además de un mayor rendimiento térmico.
2. Mayor torque: Los motores diésel ofrecen un mayor torque que un motor homólogo de ciclo Otto, lo que los
hace ideales para aplicaciones de alta carga.
3. Durabilidad y confiabilidad mecánica: Los motores diésel son conocidos por su fiabilidad mecánica debido a
su construcción robusta y su capacidad para funcionar a bajas revoluciones.
4. Flexibilidad en el uso de combustibles: Los motores diésel tienen la capacidad de utilizar combustibles
alternativos, como biocombustibles y aceites vegetales, lo que los hace más versátiles y sostenibles desde el
punto de vista ambiental.
5. Mayor capacidad de carga: Permiten un uso con mayor carga que un motor Otto homólogo con el mismo nivel
de estrés mecánico.
Unidad Temática V:

Características de
Construcción de los
MCI
 Generalidades motor de combustión
interna MCI
Por ser una máquina que produce una fuerza se denomina
motor, y como en su interior tiene lugar una combustión,
son conocidos como motores de combustión interna.

El combustible se inflama de forma natural al ser

inyectado en un cilindro lleno de aire a muy alta
temperatura como consecuencia de haber sido
comprimido.

Esta es realmente la diferencia básica que define a un

motor Diesel respecto a los demás.
 FUNCIONAMIENTO DEL MCI

Funciona mediante la ignición (quema) del

combustible al ser inyectado en una cámara de
combustión, se mezcla con el aire a alta
temperatura y con presión.

Como resultado, la mezcla se quema muy

rápidamente. Esta combustión ocasiona que el
gas contenido en la cámara se expanda, sin
necesidad de chispa, impulsando el pistón hacia
abajo.
 Características de construcción de los MCI

Debido a las grandes presiones con los que trabaja

requieren una construcción más robusta con un
mayor dimensionado de cilindros y elementos
móviles lo que les hace aptos para trabajos duro.

Debido a las mayores temperaturas y presiones

que tienen que soportar estos motores necesitan
una refrigeración muy eficaz y una mayor
calidad en los aceites de engrase.
 Características de construcción de los MCI

REQUERIMIENTOS DE “CARGA”

La carga usual que actúa sobre una instalación propulsora del tipo marino es la hélice. Aunque para la
propulsión también se puede usar una bomba de agua que lanza un chorro de agua (jet) o un generador
eléctrico que acciona un motor que mueve la hélice. En cualquier caso, la máquina debe suministrar un
torque a cierta velocidad (rpm), el producto de estos dos factores nos da el poder que se mide en
caballaje, hp, cv o Kilovatios de potencia.

Poder = Fuerza x velocidad

Poder = Torque x RPM.
 Ventaja de los MCI
Mayor rendimiento térmico.

Menor consumo.

Menos contaminante.

Mayor duración con menor coste de mantenimiento.

Los tradicionales inconvenientes del diesel (ruido y falta

de potencia) han sido totalmente superados con las
nuevas tecnologías de turbocompresores (geometría
variable y en algunos casos, doble turbo).
 Partes del Motor de Combustión Interna

Las diferentes partes que constituyen el conjunto motor, presentan una estructura
perfectamente diferenciable que permite realizar su clasificación en tres grandes grupos.

1er Grupo: la cimentación o fundación, la bancada, el bastidor, los cilindros, etc.

2do Grupo: el pistón, las válvulas, los órganos de alimentación y distribución, el movimiento
de la biela, etc.

3er Grupo: las bombas de refrigeración, de lubricación, de barrido, alimentación de

combustible, aire comprimido, turbo cargadores e intercambiadores de calor, etc.
CULATA DE CILINDROS

CULATA

Su función es sellar la
cámara de combustión y
también permite la salida y
entrada de gases con aire.
Esta formada por Inyectores
y sensores.
Sección de la culata en la que
pueden apreciarse las válvulas
de aspiración y escape.
BLOQUE DE CILINDROS

BLOQUE O BLOCK

Es la estructura donde se
montan todas las demás
partes del motor:
cigüeñal, árbol de levas,
etc. Los cilindros pueden
ir en línea o en forma de
V.

•Bloque Integral/Bloque con Camisas.

DEPÓSITO DE ACEITE (CÁRTER)

Su forma cóncava permite alojar los litros de

lubricante necesarios para cada motor, nivel que
podemos comprobar en cualquier momento a través
de la varilla que extraemos desde la parte superior
del bloque y que recorre internamente el mismo
hasta llegar al cárter nuevamente cayendo por
acción de la gravedad.
CARTER
 EJE CIGÜEÑAL

CIGUEÑAL

Eje con codos y contrapesos que transforma el

movimiento rectilíneo alternativo de los pistones en Un cigüeñal de un
rotatorio y viceversa. monstruoso motor
de 10 cilindros, en
cada uno de los
cuales podríamos
entrar
holgadamente.
 CILINDROS

CILINDRO Y CAMISA

Es el órgano fijo del motor en cuyo

interior se producen las combustiones
que han de originar el movimiento
alternativo del pistón, estando por ello CILINDROS
sometido a un intenso rozamiento,
motivo por el cual el cilindro debe de
estar perfectamente alisado.
BIELA
BIELA: Cojinetes de biela

Elemento mecánico que Cojinetes

antifricción
sometido a esfuerzos de tracción
o comprensión, transmite el
movimiento articulando a otras
partes de la maquina.
 PISTÓN
PISTÓN
Efectúa un movimiento alternativo, obligando al fluido
que ocupa el cilindro a modificar su presión y volumen,
Falda del pistón o
transformándolo en movimiento. Ranura faldón.
para
anillos.

TIPO DE PISTONES
Orificio para
• De una sola pieza (excepto la ranura). pasador de
biela.
Retenedor de
• De 2 piezas (corona y faldón). perno o seguro.

• Articulados (motores de alto caballaje)

ANILLOS PISTÓN

Sus funciones son:

1. Sellar la cámara de combustión.

2. Controlar la regulación de
Aceite para la lubricación.
3. Transmitir el calor hacia la
camisa del cilindro.
EJE DE CAMONES (ÁRBOL DE LEVAS)

Se encarga de controlar el tiempo de apertura de las válvulas de admisión y escape.

En CAT, el árbol de levas es mediante engranajes.
CULATA

CULATA
Su función es sellar la cámara de combustión y también permite
la salida y entrada de gases con aire. Esta formada por Inyectores
y sensores.

Sección de la culata en la que

pueden apreciarse las válvulas
de aspiración y escape.
 TAPA DE BALANCINES

Es una pieza metálica que cierra la parte alta de la culata o tapa

de cilindros. Su misión es proteger y facilitar el engrase del
conjunto de distribución.

De alguna manera es el techo del motor, la parte más alta y,

generalmente, lleva incorporada la boca del depósito de aceite
o cárter.
VOLANTE DEL MOTOR

Conecta el motor con la

Transmisión para generar
la marcha de la máquina
y se encarga de
transformar la energía
mecánica en Energía
Cinética.
VOLANTE DEL MOTOR

CARTER

BANCADA