Volantes de inercia para almacenar energía
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¿Qué es un volante de inercia?
En mecánica, el volante de inercia o volante motor es uno de los elementos principales que forman parte del tren motriz del automóvil. Esta pieza se sitúa a la salida del cigüeñal, junto a la caja de cambios y el embrague. Los volantes de inercia para almacenar energía están diseñados para reducir o eliminar las vibraciones a través del giro del cigüeñal.
Una de las funciones más importantes de esta pieza es regular el giro del motor acumulando energía cinética. Para lograrlo, las explosiones de combustible no producen el giro del cigüeñal de forma constante —salvo que haya muchos cilindros—, sino en forma de pulsos. Es decir, almacena la energía y la devuelve de forma sostenida en los momentos “valle”.
Otro de los propósitos del volante de inercia es transmitir el movimiento del motor a la caja de cambios y a las ruedas, así como intervenir en el proceso de arranque del sistema de propulsión.
Tipos de volante de inercia
En función de la cantidad de piezas que componen al volante de inercia para almacenar energía, podemos distinguir dos clases: el volante de inercia monomasa y el volante de inercia bimasa. No obstante, también podemos clasificarlos en función de la velocidad que pueden tolerar.
Volantes de baja velocidad
Los volantes de baja velocidad están formados por rotores de acero y funcionan a velocidades de entre 5.000 rpm y 6.000 rpm. Para ello, en la mayoría de las ocasiones se emplean rodamientos convencionales. Sin embargo, en otros casos, estos están fabricados en cerámica.
Hasta hace algo más de una década, los vehículos con motores más lentos contaban con una única pieza circular de grandes dimensiones conocida como volante de inercia monomasa. Y aunque en la actualidad son poco frecuentes, destacan por ser muy resistentes y permitir el contacto directo entre el motor y el embrague. Por contra, hacen sufrir al conductor las vibraciones de la carretera y sobrecargan la transmisión.
Volantes de alta velocidad
En cambio, los volantes de alta velocidad utilizan materiales compuestos, como la fibra de carbono con polímero reforzado y el vidrio. Estos operan hasta las 60.000 rpm, emplean tecnologías más avanzadas como los rodamientos magnéticos y funcionan en un entorno cerrado. Estas características hacen que este tipo de volante de inercia para almacenar energía sea mucho más complejo.
Los coches con mayor potencia, y cajas de cambio mecánicas, emplean volantes de masa dual o bimasa, gracias al cual los vehículos amortiguan todas las vibraciones del cigüeñal. En comparación con el volante monomasa, su efectividad es mayor, ya que reduce los temblores, ruidos y el desgaste de piezas clave. No obstante, su vida útil es menor y tiene un precio superior.
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¿Qué tipo de energía almacena?
Los volantes motor también son conocidos como volantes de inercia para almacenar energía cinética, ya que proporcionan pasividad a los automóviles. De hecho, el término “inercia” radica en su funcionamiento, basado en la ley física que explica que cualquier cuerpo tiene la capacidad de moverse o detenerse. Por esta misma razón, esta circunstancia depende principalmente de la masa, de modo que cuanto más pesado es un cuerpo, mayor es la inercia.
Cuando nos referimos al volante motor, la inercia depende de la masa que este tiene en el exterior. Dicho de otro modo, cuanto mayor es el peso del volante, más energía puede almacenar, produciendo un giro constante y suave.
No obstante, hay que tener en cuenta que un volante con mucha inercia demanda del motor más energía para ganar velocidad. Esto se traduce en aceleraciones menos intensas y una pérdida de velocidad menor en terrenos llanos, ya que la energía almacenada se libera poco a poco. De hecho, los coches de competición suelen estar confeccionados con volantes de inercia aligerados con el objetivo de lograr mejores aceleraciones, aunque implique una pérdida de comodidad y suavidad.
¿Dónde se utiliza el volante de inercia?
Debido a la capacidad de los volantes de inercia para almacenar energía, esta pieza se emplea en multitud de sistemas con distintos objetivos. Si bien la absorción de frenado en los vehículos es la aplicación más habitual, lo cierto es que también podemos encontrar volantes de inercia en juguetes, platos de tocadiscos, troquelación y algunos sistemas de alimentación ininterrumpida. No obstante, la industria ferroviaria y las instalaciones de energía eólica son algunos de los sectores que más interés han mostrado en este sistema, ya que permite reutilizar la energía extraída del frenado y suaviza el funcionamiento de los generadores de energía.
Los volantes de inercia para almacenar energía son una pieza fundamental en cualquier vehículo, especialmente si deseamos disfrutar de una conducción cómoda y eficiente. Además, están presentes en otros aparatos electrónicos, por lo que resulta interesante conocer su funcionamiento. ¿Quieres saber más? Continúa navegando en nuestro blog.
