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Automóvil, de las riendas al volante
 
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  Proyección del diseño digital de un automóvil en una presentación de la Ford Motor Company.

El automóvil es uno más de los medios que el ser humano ha ideado a lo largo de la historia para satisfacer su necesidad de trasladarse de un lugar a otro o de transportar objetos y mercancías. Es un vehículo autopropulsado por un motor y se guía a voluntad del conductor.

El hombre primero montó a lomos de animales domesticados; más tarde, gracias al invento de la rueda, construyó carros que eran tirados por animales. Los romanos generalizaron el transporte mediante carros y carretas, a través de una excelente red de vías pavimentadas que cubrían la mayor parte del imperio y cuyo trazado siguen todavía hoy muchas de las carreteras europeas.

Durante la Edad Media surgió el eje móvil delantero que, arrastrado por animales, dio lugar siglos más tarde a la carroza. La carroza del siglo XVIII era un vehículo que disponía, por primera vez, de un compartimento específico para los pasajeros independiente de la tracción animal.

Carros, carrozas, carruajes, diligencias y hasta tranvías urbanos arrastrados por caballos fueron los únicos medios de transporte terrestre hasta la eclosión de la Revolución Industrial y hasta bien avanzado el siglo XIX. En 1712, Thomas Newcomen construyó la primera máquina de vapor que, años más tarde, en 1770, se aplicaría al primer vehículo precursor del automóvil. El ingenio en cuestión era un coche de tres ruedas con un pesado motor de vapor ensamblado que tan solo le permitía avanzar a una velocidad de entre 4 y 9 km/h. Podía arrastrar un cañón, pero su autonomía no superaba los quince minutos. El vehículo fue invención del ingeniero militar francés Joseph Cugnot, que lo llamó fardier y pretendía dedicarlo al transporte de piezas de artillería.

Aunque con altibajos, el desarrollo del automóvil de vapor fue continuo desde 1770 hasta 1862. En este período, multitud de inventos surgieron en Francia, Reino Unido y Estados Unidos de América. Los británicos destacaron especialmente en este tiempo; entre ellos, Goldsworthy Gurney y Walter Hancock desarrollaron hacia 1828 las llamadas diligencias de vapor, que eran vehículos más grandes y más potentes capaces de transportar hasta doce personas a velocidades de entre 15 y 18 km/h. Estas diligencias automóviles dieron un servicio regular de transporte en el trayecto Gloucester-Cheltenham (Reino Unido) en 1831, años antes que el ferrocarril.

La diligencia de vapor era ruidosa, contaminante y destrozaba el pavimento de los caminos; además, provocaba muchos accidentes. Por ello, se alzaron voces en su contra y, aunque proliferaron otras rutas como Londres-Cambridge, hacia 1840 estaba claro que las diligencias de vapor tenían poco futuro.

Como alternativa a los grandes vehículos, a partir de 1860 se popularizaron los pequeños automóviles de vapor, capaces de transportar dos personas como máximo, pero a velocidades de más de 30 km/h. Estos ingenios se desarrollaron de forma bastante independiente, se extendieron por el Reino Unido, Estados Unidos, Francia, Alemania y Dinamarca y, al contrario que las diligencias de vapor, tuvieron una vida más larga –hasta 1926 se construyeron pequeños automóviles de vapor en América del Norte–.


EL MOTOR DE EXPLOSIÓN
El desarrollo del automóvil experimentó un progreso vertiginoso hacia 1862, con la invención del motor de explosión, ligero y de gran potencia. Los inventores fueron Alphonse Beau de Rochas y Nikolaus Otto, que trabajaron de forma independiente, aunque la patente la consiguieron los alemanes Otto y Eugen Langen en 1876. Este motor tenía mayor potencia que el motor de gas que inventó, simultáneamente, Étienne Lenoir y que también pretendía sustituir al motor de vapor. Junto al motor de gas también se desarrollaron motores eléctricos; de hecho, en esta época los ingenieros producían multitud de inventos para suministrar energía a los vehículos, pero, por su combinación única de potencia y ligereza, fue el motor de explosión el que prevaleció finalmente como impulsor del automóvil.

Para llevar a cabo sus proyectos, los inventores crearon multitud de empresas que, en un mercado en plena ebullición, proliferaron en países como Francia, Alemania, Reino Unido y Estados Unidos. Las aplicaciones del motor de explosión sobre los vehículos para crear los primeros automóviles corrieron a cargo de estas compañías. Así, Gottlieb Daimler y Wilhelm Maybach, antiguos colaboradores de la empresa Otto-Langen, instalaron en 1886 un motor de cuatro tiempos en varios vehículos y Karl Benz, también en Alemania y en el mismo año, construyó el primer coche con motor horizontal. Más adelante, en 1895, Robert August Bosch resolvió el difícil problema del encendido del motor; la solución consistía en ponerlo en marcha con una manivela que se giraba a mano por la parte delantera del vehículo y que hacía girar el cigüeñal.

La invención del automóvil, como suele suceder con la mayoría de los productos de la tecnología, es fruto de un largo proceso, pero los trabajos de Daimler y Benz pueden considerarse cruciales en el desarrollo del automóvil tal y como se conoce en la actualidad. De hecho, como resultado de sus avances, en 1890 la casa Panhard y Levassor creó un modelo con motor delantero, cuatro velocidades y la mayoría de las características de los automóviles del siglo XX. Los automóviles se habían transformado en pocos años en vehículos rápidos y ligeros. A finales del siglo XIX, el coche se popularizó gracias a las diferentes pruebas automovilísticas como París-Rouen, París-Burdeos o París-Marsella, entre 1894 y 1896. Aparecieron entonces los automóviles de carreras en grandes competiciones organizadas en toda Europa: París-Amsterdam (1898), París-Berlín (1901) y París-Viena (1902).


LA PRODUCCIÓN EN SERIE
A partir de la producción en serie ideada por Henry Ford en su fábrica de Detroit e implantada a partir de 1910, fue en Estados Unidos donde el automóvil se convirtió en objeto tecnológico de consumo. La estrella de Detroit era el Ford T; un coche utilitario, sin grandes lujos, que podía ser comprado por la clase media. Se fabricaba en una cadena de montaje, por donde el automóvil se desplazaba permitiendo que cada obrero especialista trabajara en uno de sus componentes para así irlo completando, lo cual permitió realizar una producción masiva.

Este tipo de producción no llegó a Europa hasta después de la I Guerra Mundial. Mientras tanto, distintas marcas de pequeño tamaño en comparación con la industria estadounidense desarrollaron técnicas de perfeccionamiento del automóvil basadas en los automóviles de carreras. También en esta época aparecieron los primeros camiones y autobuses urbanos en las ciudades de París y Londres.

Mientras en América la producción proseguía imparable, la Primera Guerra Mundial provocó en Europa un cierto estancamiento en el desarrollo del automóvil de consumo. En cambio, la guerra supuso un impulso en el desarrollo del camión, más apropiado para transportar armas, tropas e intendencia. En esta guerra hizo su primera aparición el carro de combate o tanque, producto conjunto de Francia y el Reino Unido.

Después de la Primera Guerra Mundial se potenció en Europa la producción en cadena y el automóvil fabricado en serie, siguiendo el modelo americano iniciado por Ford. Así, se desarrollaron fábricas como Peugeot, Citroën y Fiat; mientras otras como Rolls-Royce o Hispano-Suiza continuaron dedicándose a los automóviles de lujo.

Las técnicas perfeccionadas a principios de siglo no se aplicaron completamente al automóvil de consumo, fabricado en serie, hasta la década de 1930, una vez superada la crisis económica de 1929 que supuso la desaparición de multitud de pequeñas marcas. Por otra parte, la Segunda Guerra Mundial desplazó las prioridades de la industria hacia otros campos, por lo que el automóvil no se extendió por todo el mundo de forma generalizada hasta después del año 1945.

La expansión del automóvil en la segunda mitad del siglo XX fue exponencial. Su progreso en Europa estuvo marcado por modelos utilitarios, ahora ya míticos, como el "escarabajo" de la firma Volkswagen en Alemania (fabricado desde 1950 hasta 1985), el Citroën 2CV en Francia o el Seat 600 en España. En la década de 1980 existían en el mundo casi 500 millones de automóviles y la producción era de cuarenta millones de nuevas unidades por año. El principal país productor ha venido siendo, en las últimas décadas, Estados Unidos, donde se concentra un tercio del parque mundial y, por tanto, una de las tasas de motorización más elevadas del mundo.

En la actualidad, la producción de automóviles se concentra en algunos grandes grupos de marcas que han seguido progresivos procesos de fusión: General Motors, Ford y Chrysler en Estados Unidos; Toyota, Nissan y Honda en Japón; y Fiat, Volkswagen, Renault y Peugeot en el continente europeo.


COMPONENTES DEL AUTOMÓVIL


En general, el automóvil está formado por un dispositivo, denominado motor, que sirve para transformar una determinada clase de energía (hidráulica, química, eléctrica, etc.) en energía mecánica. Otro dispositivo permite transmitir esa energía a las ruedas. La puesta en marcha del automóvil se realiza a través de un sistema que proporciona la energía necesaria para iniciar el funcionamiento del motor. Otros componentes son los encargados de frenar el movimiento del automóvil. Todos estos mecanismos van acoplados a un bastidor, al cual se le provee de carrocería que protege y facilita confort a sus ocupantes.

EL MOTOR
El motor de explosión es, actualmente, la fuente de energía necesaria más habitual en los automóviles para producir la tracción mecánica. Dentro de este grupo de motores, el más utilizado es el motor de cuatro tiempos, denominado así porque durante su funcionamiento hay ciclos de cuatro etapas que se repiten sucesivamente.

EL MOTOR DE CUATRO TIEMPOS
Los motores de cuatro tiempos se componen de cilindros, donde se producen las explosiones procedentes de la combustión interna de un derivado del petróleo.

Los cilindros suelen funcionar en paralelo, y cada uno se encuentra situado en una fase distinta de los demás. Así se garantiza el funcionamiento continuo del motor, ya que solo una de las fases suministra energía cinética a las ruedas. En el carburador, situado en el exterior de los cilindros, se produce la mezcla adecuada de combustible, generalmente gasolina, y aire, que dará lugar a la combustión posterior en el interior.

En la primera fase del ciclo, la fase de admisión, la mezcla penetra en el cilindro a través de la válvula de admisión, que se encuentra abierta, mientras la válvula de escape se encuentra cerrada. El émbolo, debido a la inercia del motor y al trabajo de los otros cilindros, se mueve hacia abajo y aspira la mezcla. A continuación, la válvula de admisión se cierra y el émbolo comienza a subir, llevado también por la inercia y por el trabajo de los cilindros paralelos. Al subir el émbolo, la mezcla se comprime y, por tanto, se produce un estado de presión y temperatura elevadas. Esta es la fase de compresión.

Cuando el émbolo produce la compresión máxima y, por lo tanto, la mezcla se encuentra en condiciones de máxima presión y temperatura, una pequeña chispa eléctrica, procedente de la bujía, provoca el incendio de la mezcla y, por consiguiente, el inicio de la fase de explosión.

La explosión provoca un incremento inmediato de la presión de los gases y, por tanto, el desplazamiento del émbolo hacia abajo. El esfuerzo del émbolo se transmite a las ruedas a través de la biela, la manivela y el eje o cigüeñal. Una vez el émbolo ha efectuado toda su carrera hacia abajo, comienza a subir de nuevo empujando a los gases producidos por la combustión de la mezcla. En ese momento se abre la válvula de expulsión permitiendo la salida de dichos gases. Esta última es la fase de escape.


EL MOTOR DIESEL
Este tipo de motor es también de cuatro tiempos, pero su funcionamiento genera un menor consumo y una mayor potencia, por lo que es el motor ideal para grandes vehículos: camiones, locomotoras, autobuses, etc. No obstante, es más pesado y su fabricación es más costosa; los materiales metálicos de la estructura del motor son más gruesos y resistentes para que soporten la compresión y las grandes presiones y elevadas temperaturas.

Las diferencias entre el motor diesel y el motor de gasolina consisten básicamente en que la mezcla de combustible y aire, en el motor diesel, se produce en el interior del cilindro. Por tanto, en la fase de admisión, en el cilindro solamente entra aire y, a continuación, existe una fase de compresión mucho más intensa, en la que se alcanzan elevadas presiones y temperaturas. Cuando el émbolo se encuentra comprimiendo al máximo, una bomba de inyección introduce el combustible, en este caso gasoil, que arde por la presión y la temperatura sin necesidad de chispa, produciéndose la explosión.


OTROS COMPONENTES
La energía producida en el motor se transfiere a las ruedas motrices a través de la transmisión, que actúa sobre una caja de cambios, que consiste en un juego de distintos engranajes que permiten escoger para cada marcha la velocidad de las ruedas más adecuada. Para cambiar de marchas es necesario disponer del embrague, que permite separar el motor del resto de piezas de la transmisión.

Existen cuatro tipos de disposición del motor y de la transmisión en el automóvil moderno:

- Motor delantero y transmisión a las ruedas traseras; modelo usado durante muchos años.

- Motor delantero y transmisión a las ruedas delanteras; modelo generalizado en las últimas décadas.

- Motor trasero y transmisión a las ruedas traseras; poco usado.

- Motor delantero y transmisión a las cuatro ruedas; modelos 4x4, preparados para terrenos difíciles.

Otro elemento importante en el automóvil es el dispositivo de encendido del motor, es decir, la forma de impulsar los mecanismos cuando todavía no existe combustión ni inercia para mover los émbolos. Esto se lleva a cabo mediante un motor eléctrico acoplado en el cigüeñal que se activa mediante la llave de contacto. Este motor se alimenta de la energía que proviene de las baterías.

Las baterías se recargan con la energía del motor y son acumuladoras de energía eléctrica. También proporcionan la energía necesaria para alimentar el resto de dispositivos eléctricos del automóvil: luces, limpiaparabrisas, ventiladores, dirección asistida, etc. Con el avance del automóvil, los dispositivos eléctricos son cada vez más numerosos y requieren baterías más potentes.

El esqueleto del automóvil es el bastidor y la carrocería. El bastidor es un rectángulo de acero formado por dos traviesas y dos tirantes, sobre los que descansa el conjunto del automóvil; en los automóviles más modernos, el bastidor tiende a desaparecer, ya que la carrocería forma un único cuerpo autoportante. Sea mediante bastidor o carrocería autoportante, el conjunto del automóvil se apoya sobre la suspensión, que absorbe las irregularidades de la carretera y se compone de distintos elementos: los neumáticos instalados en las ruedas, los amortiguadores y los muelles.

El sistema de frenos garantiza la reducción de velocidad del vehículo mediante presión sobre tambores y discos montados en las ruedas. La dirección transmite el giro del volante y de este modo permite el giro de las ruedas .


SEGURIDAD DEL AUTOMÓVIL


La seguridad de los automóviles es una cuestión tan antigua como el propio automóvil. En sus inicios, la existencia de numerosos accidentes de tráfico, especialmente cuando se alcanzaron mayores velocidades, cuestionó su desarrollo.

En la actualidad, la elevada mortalidad debida a los accidentes en los que se encuentra involucrado el automóvil ha provocado un mayor grado de conciencia respecto al problema que ha obligado a los fabricantes y los gobiernos a desarrollar actuaciones para reducir los accidentes.

Entre los factores que tienden a reducir los accidentes de tráfico se pueden mencionar la seguridad de los vehículos, tanto externa como interna, la mejora de las carreteras y las autopistas, la educación vial, la limitación de la velocidad y la obligatoriedad de llevar el cinturón de seguridad, entre otras medidas.


LÍMITES DEL AUTOMÓVIL


El automóvil es una máquina con la que se convive a diario; ha pasado a formar parte de las ciudades, transformándolas profundamente. El espacio urbano ha debido ceder parte de su superficie para que el automóvil pueda circular y ser aparcado. Es un hecho relevante que el automóvil, conceptualmente, es el único bien privado que se puede dejar libremente en la vía pública.

El automóvil fue y sigue siendo un elemento de libertad individual para el ciudadano; le permite desplazarse a su antojo y ha acortado las distancias entre las ciudades y las zonas rurales. Esto, a su vez, lo ha convertido en un elemento que, al proliferar de forma incontrolada, degrada la calidad de vida urbana y rural y el medio ambiente.

El impacto negativo del automóvil fue diagnosticado en la década de 1960 por algunos precursores como Colin Buchanan, quien realizó un informe demoledor para el gobierno británico sobre los peligros de su descontrol. Actualmente, no existe ninguna ciudad en Europa que no se haya planteado poner límites a la utilización del automóvil, si bien las medidas de control avanzan con evidentes dificultades y de manera muy desigual.

Paralelamente, la poderosa industria del automóvil, con el apoyo de los gobiernos o a requerimiento de ellos, ha destinado grandes recursos para desarrollar automóviles menos agresivos con el medio ambiente. Un primer ejemplo es la aparición del automóvil con catalizador, que permite efectuar una poscombustión de los gases de escape para reducir claramente la emisión de contaminantes; este sistema utiliza combustible sin plomo, que es el que actualmente se está implantando en los países desarrollados.

Al mismo tiempo, la industria se ha centrado en reducir el consumo energético del automóvil, consiguiendo vehículos más eficientes y menos contaminantes. Se busca también un rendimiento mayor del motor y un peso cada vez más reducido del vehículo.


COMBUSTIBLES ALTERNATIVOS
Con la utilización de combustibles alternativos, se intenta reducir la contaminación y vencer la peligrosa dependencia que el mundo actual tiene del petróleo. El gas natural comprimido es una de las soluciones aplicadas en más de un millón de vehículos de todo el mundo. Los motores de ciclo Otto requieren pocas modificaciones y un ligero incremento del peso de los cilindros. Entre las ventajas figuran una disminución muy sensible de la emisión de gases y un menor ruido del motor. El principal inconveniente es la necesidad de contar con un depósito reforzado para contener el gas y una menor autonomía del vehículo.

El gas licuado de petróleo (GLP) es un producto mezcla de distintos gases, principalmente butano y propano, obtenidos en la destilación del petróleo y en los yacimientos de gas natural. En la actualidad circulan en el mundo más de tres millones de vehículos con este combustible. El GLP funciona en motores de ciclo Otto con rendimientos similares a la gasolina. Como ventajas, precisa depósitos menos reforzados que los de gas natural y el nivel de contaminación y ruido generados es menor. Entre los principales inconvenientes se encuentran las estrictas medidas de prevención y ventilación que exigen y la reducida autonomía, que solo los capacita para trayectos urbanos.

Actualmente, todas las compañías de automóviles han desarrollado algún prototipo o modelo de vehículo eléctrico. Este tipo de automóvil, que se desarrolló a finales del siglo XIX, fue relegado por el auge del motor de explosión y resurgió en la década de 1970 con la crisis del petróleo. Sus ventajas principales consisten en una emisión nula de contaminantes, una mayor eficiencia que los motores de combustión y un nivel de ruido nulo. Las desventajas se centran en sus limitaciones respecto a autonomía, potencia y velocidad, por lo que se consideran más adecuados para ámbitos urbanos. A ello hay que añadir su mayor coste de fabricación.

El automóvil que usa biocombustibles se encuentra en una fase más temprana de experimentación y desarrollo. Los biocombustibles se obtienen fundamentalmente a partir de productos vegetales: alcoholes, aceites puros y ésteres metílicos.


EL AUTOMÓVIL FRENTE A OTROS MEDIOS


La utilización del automóvil se ha popularizado de forma masiva debido a sus ventajas. Se trata de un transporte puerta a puerta, que permite el desplazamiento individual y ofrece buenas condiciones de comodidad, rapidez y versatilidad. Aunque la mayor parte de los medios de transporte no puede competir con las ventajas que proporciona el automóvil, este también presenta una serie de inconvenientes frente a los demás sistemas de transporte:

- El consumo de espacio es muy superior al de otros medios: 60 m2 por persona frente a los 7 m2 del metro, por ejemplo.

- Produce altas tasas de emisión de dióxido de carbono: más del 17% de las emisiones totales de un país occidental, frente al transporte colectivo, que genera el 2%. El dióxido de carbono es el mayor causante del efecto invernadero y contribuye al cambio climático.

- Produce emisiones significativas de monóxido de carbono (62%), óxidos de nitrógeno (50%), plomo, partículas en suspensión, óxidos de azufre y otros contaminantes que afectan especialmente a las ciudades.

- Produce un alto grado de contaminación acústica, con efectos fisiológicos y psicológicos importantes sobre un elevado porcentaje de la población que se concentra en las grandes ciudades.

- Produce elevados niveles de tráfico en las ciudades, degradando la calidad de vida urbana. Por ello, crece la tendencia a crear en el interior de las grandes ciudades áreas peatonales libres de tráfico rodado.

- Refuerza la tendencia a la dispersión de nuevas zonas urbanas.

Si bien es cierto que el automóvil presenta evidentes ventajas desde el punto de vista individual, también es cierto que presenta muchos inconvenientes desde el punto de vista social. Estos costes que el automóvil genera en la sociedad (contaminación, ruido, congestión, consumo de energía y accidentes) se denominan también externalidades. En la Unión Europea existe la tendencia creciente a imputar las externalidades al costo real de viajar en automóvil, fundamentalmente a través de los impuestos y las tasas.


 
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