maquinas termicas

MÁQINAS TÉRMICAS
Definición, clasificación, desarrollo y evolución

1.1. Máquina. Definición. Es un conjunto de piezas de suficiente resistencia, vinculadas
entre sí, de modo que el movimiento de una de ellas origina, en las otras, movimientos
preestablecidos; y capaz de captar alguna forma de energía natural y transformar esta energía en
trabajo útil.
1.2. Máquina Térmica. Definición. Sedenominan máquinas térmicas a los dispositivos
capaces de transformar en trabajo mecánico en un eje (trabajo útil) parte de la energía interna de
un combustible. Si bien éste puede tener diversos orígenes, en la actualidad sólo se utilizan
industrialmente combustibles fósiles, químicos y nucleares.
Clasificación. La clasificación primaria de las máquinas térmicas se realiza teniendo en
cuentalas propiedades y forma de sus constituyentes fundamentales:
a) el fluido activo o fluido de trabajo;
b) los elementos mecánicos que canalizan las fuerzas creadas por la evolución del fluido

activo.

Así - de acuerdo con el criterio a) -, si la energía interna del combustible se convierte primero
en calor y luego se transfiere a un fluido de trabajo (fluido activo) que evoluciona dentrode la
máquina, ésta se denomina
A) De combustión externa
Si, por el contrario, el fluido activo está constituido por los mismos productos de la
combustión, la máquina se denomina
B) De combustión interna
Es decir, en el primer caso, el fluido activo está completamente separado de los gases
productos de combustión (en general, de la fuente de calor) y - durante su evolución a través de lamáquina - sólo sufre transformaciones físicas (variaciones de presión, temperatura, etc.). Esto
implica que:
1.

Puede utilizarse cualquier tipo de combustible;

2.

Puede utilizarse como agente intermediario para transportar el calor (fluido activo)
cualquier sustancia dilatable. De todas maneras, únicamente las muy elásticas resultan
de interés práctico. En general, sólo se utilizan lossistemas gaseosos (aire, gases
inertes, vapor de agua o de metales líquidos, etc.);

3.

Para su operación, necesitan contar con la presencia de un generador de calor y dos
intercambiadores (uno caliente y otro frío);

4.

El fluido activo puede recircularse a través de la máquina, pues sólo sufre
transformaciones físicas;

5.

La temperatura de combustión no es igual a latemperatura máxima de operación, ya
que el calor debe cederse a un fluido intermediario.

En las de combustión interna, en cambio, el fluido activo sufre trasformaciones fisicoquímicas
durante su evolución (proceso de combustión). Esto implica que:
1.

Sólo pueden utilizarse combustibles que quemen completamente, sin dejar residuos
nocivos para los elementos mecánicos del equipo;

2.

El fluidoactivo sólo puede ser gaseoso, debiendo permanecer en esa fase durante toda
la evolución;

3.

No necesitan disponer de los intercambiadores de calor, puesto que la transformación
de la energía interna del combustible se realiza dentro del mismo fluido activo; además,
la atmósfera es la fuente fría de más baja temperatura que se puede disponer;

4.

El fluido activo debe ser renovadouna vez que ha completado su evolución dentro de la
máquina, pues ha perdido irreversiblemente su energía interna;

5.

La temperatura de combustión coincide con la temperatura máxima de operación.

Las consideraciones anteriores llevarían - en primera instancia - a suponer que las máquinas

de combustión interna (MCI) presentan características de operación superiores a las de combustiónexterna (MCE) (simplificación constructiva de la instalación, menores costos iniciales, supresión del
“generador de calor”, mayor rendimiento termodinámico, etc.). Pero - como sucede
frecuentemente en la técnica - estas ventajas están balanceadas por limitaciones, complicaciones y
pérdidas particulares que hacen que las MCI no hayan suplantado a las MCE en muchos campos de
utilización. Por...