EL MOTOR DIESEL Y SUS PATENTES

En esta entrada me voy a ocupar de una invención que ha pasado a formar parte del vocabulario del ciudadano medio, y es que ¿quién no conoce que hay motores de gasolina y motores diesel? Hasta hace poco la principal decisión a la hora de adquirir un vehículo era el tipo de motor que éste debería poseer, siempre con estas dos opciones, si bien es cierto que en los últimos años se ha ampliado la posibilidad de elección, al incorporarse los motores híbridos y los eléctricos.

Aunque como se verá posteriormente, es difícil atribuir una invención a una única persona, pues la mayoría de las grandes invenciones son la culminación de una línea de investigación en la que participan numerosas personas, en este caso el principal “responsable”, que además legó su nombre al invento es Rudolf Christian Karl Diesel (París 1858 –  Canal de la Mancha 1913).

Rudolf Diesel (Fuente: Wikipedia)

En la década de los 70 del siglo XIX las máquinas de vapor se habían convertido en el motor por excelencia, el cual se empleaba en el ferrocarril, en los barcos y en la industria. Sin embargo, no se había desarrollado aún un motor de tamaño pequeño, fiable y no excesivamente caro que se pudiera emplear en el transporte urbano y de hecho este tipo de transporte dependía en gran medida del llamado “motor de sangre”, es decir de los caballos, burros y mulas, que depositaban toneladas de excrementos en las calzadas urbanas, además de paralizar las ciudades cuando los animales se veían afectados por epidemias como la gripe equina, por ejemplo. Entre los candidatos para sustituir al motor equino se encontraban algunos motores de vapor y el motor de combustión interna, que inicialmente tenía versiones que funcionaban con gasolina, gas e incluso con pólvora. En aquellos años Rudolf Diesel era aún un estudiante y esos motores llamados a sustituir a los caballos tenían el problema de que eran muy ineficientes, con un 10% de transformación del calor en trabajo útil.

Rudolf estudiaba en la Universidad Politécnica de Múnich, y escuchó de uno de sus profesores de termodinámica que sería posible construir un motor de combustión interna que transformara prácticamente todo el calor en trabajo útil. Diesel se puso manos a la obra con el fin de lograr ese objetivo y su primer motor lograba un rendimiento de alrededor del 25%, cuando los mejores motores diesel de la actualidad logran un rendimiento de algo más del 50%. Ese 25% era el doble del rendimiento de los primeros motores de combustión interna. Mientras experimentaba con una máquina de vapor de amoniaco, ésta explotó causándole serias heridas, lo cual retrasó sus investigaciones.

Motor Diesel marca Sulzer para barcos (Fuente: Industrial Marine Power)

A pesar del elevado rendimiento de sus motores, éstos presentaban importantes problemas de fiabilidad y se veía desbordado por las reclamaciones de sus clientes y ello tuvo mucho que ver con los problemas financieros que le persiguieron en sus últimos días.

A pesar de ello, siguió perfeccionando su motor, el cual tenía la ventaja de que utilizaba un tipo de combustible más pesado que la gasolina y de más fácil refinado y por tanto más barato, que además tomo su nombre, el conocido como “diesel”. Este combustible es también menos inflamable y, por tanto, atractivo desde el punto de vista militar y en 1904 sus motores ya se utilizaban en los submarinos franceses.

La gran diferencia entre su motor y los otros motores de combustión interna que ya se conocían entonces estriba en que mientras que en estos la combustión se provoca mediante ignición causada por “chispa”, en el motor “diesel”, la combustión se logra al inyectar combustible fragmentado en gotas finas y a gran presión sobre aire fuertemente comprimido de tal manera que se alcance una temperatura del mismo superior a la de ignición del combustible.

Su patente de número US542846 describe un motor térmico ideal, basado en el ciclo de Carnot. Sin embargo, desde el primer momento se vio que no era viable, debido a las altas presiones que se necesitaban para su funcionamiento.

Su patente DE82168C, de la misma familia que la norteamericana US608845 tenía por el objeto el primer motor “diesel”.

Figuras de la patente US608845, sobre un motor “diesel”

1ª reivindicación de la patente US608845 sobre un motor diesel

 Si desean conocer más sobre las patentes de Rudolf Diesel así como sobre las patentes presentadas en España, les recomendamos la publicación de la Oficina Española de Patentes y Marcas (OEPM) de título Bielas y Álabes, escrita por Rubén Amengual y basada en su tesis doctoral  “Análisis de la evolución histórica de las maquinas térmicas durante el periodo 1826-1914 a través de las patentes españolas de la época.”

       Figuras de la patente Española ES16654 de Diesel, presentada en 1894

Cabe destacar el comentario que Rubén Amengual realiza sobre la divergencia entre las reivindicaciones de las patentes obtenidas por Diesel en distintos estados y en las mismas fechas: “… cabe preguntarse por qué las diversas patentes de Diesel presentan unas divergencias tan acusadas entre sus reivindicaciones, si se trata de la misma invención que fue presentada en distintos países y en fechas muy próximas entre sí. Estos hechos pueden ser exponente de la influencia institucional y la estrategia empresarial sobre las patentes: el que cada país tenga su legislación específica sobre patentes, con sus peculiaridades sobre otros estados, puede hacer variar el contenido de una misma invención solicitada en dos naciones diferentes.”

Como suele ocurrir con las grandes invenciones de la historia, en este caso también hubo polémica respecto a quién fue el inventor y una pequeña guerra de patentes. Cinco años antes que Diesel, el británico Herbert Akroyd Stuart había inventado un motor que funcionaba bajo el aumento de presión del aire que se mezclaba con el combustible. Obtuvo la patente US502837A, pero la gran diferencia con el motor de Diesel estribaba que este último obtenía un rendimiento mucho mayor, alrededor del 50% frente al 12% del motor de Herbert Akroyd, ya que mientras su motor empleaba presiones de 90 PSI, el Diesel utilizaba 500 PSI.

Cuando Rudolf Diesel falleció en 1913, según la teoría oficial arrojándose al mar desde un barco que cruzaba el Canal de la Mancha desde Bélgica a Londres, se extendieron dos teorías sobre posibles “conspiraciones” que habrían estado detrás de una muerte camuflada como suicidio:

En primer lugar, se publicó que, en vísperas de la primera guerra mundial, Diesel pretendía vender sus patentes al imperio británico, lo cual sugería que habría sido asesinado por agentes alemanes.

Por otro lado, Diesel había presentado en la exposición internacional de París, un motor que funcionaba con aceite de cacahuetes y pensaba que en el futuro todos los motores funcionarían con combustibles vegetales, lo que parecía una previsión del boom que vivieron hace unos años los biocombustibles, los cuales parece que van perdiendo fuerza últimamente. Por ello, la otra teoría conspirativa fue que habría sido asesinado por las grandes compañías petroleras de la época. De hecho, una vez falleció, la utilización de “biodiesel” permaneció olvidada durante alrededor de 100 años.

A pesar de estas teorías conspirativas, todo indica que se suicidó debido a sus problemas financieros. Antes de partir hacia Londres, entregó a su esposa una bolsa con 20.000 marcos, que sólo debería abrirse transcurrida una semana después de su partida. La entrega del dinero en efectivo tenía como objetivo evitar que sus acreedores se apoderaran de sus últimos fondos.

Tras su muerte, la utilización de su motor se fue extendiendo de forma lenta pero imparable. En los años 20 se comenzó a utilizar en camiones, en los años 30 en el ferrocarril y en 1939, un cuarto de todo el transporte marino empleaba motores Diesel. Tras la Segunda Guerra mundial, la utilización de motores diesel cada vez más eficientes permitió el aumento del tamaño de los buques comerciales, lo cual es comprensible, pues se calcula que el combustible supone el 70% del coste del transporte marítimo.

Las últimas décadas han visto una popularización de los motores diesel en los vehículos de tipo turismo, aunque recientemente se ha comenzado a tratar de reducir su utilización, sobre todo por lo dañino de sus emisiones, con partículas cancerígenas.

Conclusión

El motor de Diesel puede considerarse la encarnación del ideal de un motor fiable, robusto y eficiente. Se suele decir que cuando aparece un problema, sin duda surgirán invenciones destinadas a solventarlo y está claro que el problema actualmente planteado es el de la alta contaminación que estos motores causan.