Al hablar de un rotor se hace referencia a un tipo de pieza eléctrica de gran versatilidad. En el sentido más estricto se trata de un elemento que gira o rota, a lo cual debe su nombre. Con frecuencia está conectado a una bobina u otros componentes que le permiten llevar a cabo su función. Se encuentran en maquinaria muy diversa. En este post se explica cómo funciona, alguno de sus usos y otros aspectos relevantes.
En cuanto a lo que respecta a la industria de los medios de transporte, se utilizan ampliamente e impulsan diversas máquinas. Desde aviones y helicópteros hasta autobuses y vehículos particulares, pero también en aparatos más pequeños. Estos últimos los incorporan en el sistema de encendido junto con el distribuidor y también en el mecanismo de frenos, lo cual habla de relevancia para la seguridad de los pasajeros.
¿Qué es el rotor de un automóvil?
Se entiende como un rotor, de acuerdo con la definición que hace el diccionario de la Real Academia Española, a una parte giratoria de una máquina eléctrica o de una turbina. Y es precisamente a esa función de rotar a lo que debe su nombre. Por lo general, este elemento que produce movimiento está vinculado en todo aparato a uno completamente opuesto, el estátor, el cual constituye una pieza fija.
Sobre este último es donde se instala el rotor, que, a su vez, va conectado a elementos como bobinas, alternadores y turbinas. Por esta razón, son diversos los medios de transporte que se ha valido de la fuerza que estos aparatos son capaces de generar. Hoy en día existen máquinas realmente magníficas impulsadas por artefactos de este tipo.
Un ejemplo lo constituyen los aviones eléctricos VTOL (siglas en inglés de Vertical Take-Off and Landing o despegue y aterrizaje vertical) que anunció la firma austríaca Cyclotech en el año 2020.
¿Cómo funciona un rotor de auto?
Dos de las partes que componen el sistema de transmisión de un vehículo son el estátor (un elemento fijo o inmovil) y el rotor, al cual también se le conoce con el nombre de escobilla. Trabaja en conjunto con una bobina ubicada en la tapa del distribuidor eléctrico, pieza que le suministra energía para girar en torno al motor. Con cada rotación envía flujos de electricidad en dirección a cada una de las bujías.
Esto quiere decir que se parte de una energía de tipo magnética, que posteriormente se convierte en un flujo de una corriente eléctrica. Así, con la chispa que se logra producir en el interior de las bujías se hace posible el encendido del automóvil. De esta manera es cómo funciona el rotor de distribuidor eléctrico, pero también hay una pieza similar empleada en el sistema de frenado, una muestra de su versatilidad. Ya que ayuda a arrancar y detener el auto.
¿Cuáles son las partes que componen un rotor?
Si bien el papel que juega un rotor dentro del sistema mecánico de un automóvil es muy relevante, su estructura sorprende por su sencillez. En el interior de este artefacto pueden identificarse tres componentes fundamentales que le permiten llevar a cabo su objetivo. En la siguiente lista se indica, de forma alfabética, cuáles son las partes de un rotor y el rol que tiene cada una en cómo funciona este equipo:
- Bobina: por lo general están elaboradas con hilo de cobre, puesto que se pretende que sea altamente conductiva ya que su principio de funcionamiento es la inducción electromagnética. Cumple con la función de transmitir la potencia desde el eje hasta el núcleo, pero también en la dirección opuesta.
- Eje: constituye, tal y como lo sugiere su nombre, la pieza central del rotor. Esta esta pieza le sirve de soporte a las bobinas, que a su vez están organizadas en torno al núcleo magnético del rotor.
- Núcleo magnético: esta es la pieza que se mantiene inmóvil, así que también se le denomina estátor. El núcleo magnético consta de un imán responsable de producir un campo magnético gracias a la polaridad eléctrica correcta.
Así como el tamaño de un rotor puede cambiar según la máquina que lo incluya también varía la ubicación que tenga dentro del sistema e incluso la cantidad. Por ejemplo, un helicóptero que cuenta con al menos dos de estos dispositivos.
¿Cuáles son los usos prácticos que tiene un rotor más allá de la industria automotriz?
Debido a la enorme versatilidad que tienen los rotores, a estos dispositivos se les ha empleado en una amplia gama de máquinas, desde las más pequeñas hasta verdaderas maravillas de la ingeniería moderna. Por este motivo, hemos preparado una lista con algunas de las aplicaciones, recientes y no tanto, de este componente típico de generadores eléctricos y motores muy diversos.
- Automóviles. La industria automotriz fue una de las pioneras en emplear rotores. Los primeros antecedentes datan de finales del siglo XIX, cuando el fabricante General Motors Company (GM) los incorporó en algunos de sus vehículos ensamblados en Inglaterra. En la actualidad, los carros utilizan estas piezas tanto en el sistema de encendido (dentro del distribuidor eléctrico) como en el mecanismo de frenos, conectado a los cubos que se unen a las ruedas.
- Tal y como indicamos previamente en este post, la firma CycloTech GmbH, que tiene su base en Linz (Austria), presentó una nueva tecnología para aviones. Consiste en hacer uso de rotores horizontales para impulsar las naves de despegue y aterrizaje vertical, conocidas como VTOL por sus siglas en inglés.
- Estas naves utilizaron estas piezas en el siglo XX, pero también pueden verse algunas en nuestros días. La empresa teutona Enercon GmbH posee un buque de carga, conocido como E-ship, que cuenta con cuatro enormes rotores dispuestos sobre la cubierta. Estas megaestructuras a modo de torres, que alcanzan los 27 metros de alto y un total de 4 metros de diámetro, le sirven para ahorrar entre 30 y 40 % de energía.
- Bombas centrífugas. Son máquinas utilizadas para expeler líquidos. Mediante su rotor ‒que en este contexto particular también se llama rodete o impulsor‒ se genera transfiere la fuerza del motor al mecanismo que bombea los fluidos.
- Helicópteros. Dentro de estas aeronaves, la importancia del rotor es fundamental, pues depende de esta pieza que la máquina pueda elevarse en el aire. Cuenta con un rotor conectado a las hélices superiores (las cuales pone en movimiento en torno a un eje vertical) y otro más en la parte trasera denominado rotor de cola. Éste último cumple dos funciones: le brinda estabilidad al vuelo y permite que el piloto controle la dirección de la nave.
Además, a menor escala podemos encontrar estas piezas en algunas motocicletas e incluso en los motores de múltiples electrodomésticos como lo son las lavadoras y los ventiladores y las neveras. Esto se debe a que utilizan motores eléctricos, los cuales tienen un rotor entre sus componentes básicos.
¿Por qué se utilizan estas piezas en los frenos?
Quizá el uso más conocido de un rotor es como parte del distribuidor eléctrico para el encendido de un automóvil. Sin embargo, hay otras piezas que comparten llevan esta misma denominación dentro del mundo automotriz. Y es que este otro de los nombres que reciben los discos del sistema de frenos. Cumplen la función de disipar el calor que se produce cuando las pastillas de freno ejercen presión tras pisar el pedal.
De esta manera se consigue disminuir rápidamente la temperatura para que ello no afecte ninguna autoparte o acarree un desgaste mayor e innecesario. Pero las pastillas y los rotores o discos se consideran “consumibles” y deben cambiarse con cierta regularidad.
Mantener el sistema de frenado a punto
Los rotores de los frenos, como también se les llama a los discos ya que rotan sobre un eje, sufren un desgaste natural cuando se maneja un coche. Tal deterioro se incrementa en la ciudad cuando el conductor se ve forzado a detener el auto y arrancar nuevamente de manera repetitiva debido al tráfico. Pero algunas personas suelen cambiar únicamente las pastillas de freno, lo cual es un error que compromete la seguridad de los pasajeros.
De acuerdo con los expertos en la materia deben cambiarse ambas piezas. Además, es importante realizar un balanceo de los discos o rotores de freno. En caso contrario, se podrían generar vibraciones al conducir. El balanceo se realiza en los talleres mecánicos de forma automatizada mediante el uso de una máquina especializada para ese fin.
El recambio de los rotores del sistema de frenos en un coche
De la misma forma en que las pastillas de frenos se desgastan, los rotores que intervienen en este mecanismo de seguridad de un auto requiere ciertos cuidados y mantenimiento. En algunos casos, ello implica un recambio de la pieza porque ha llegado al final de su vida útil. La sustitución de este componente es particularmente necesaria cuando se conduce de manera muy agresiva, pues hay un mayor desgaste.
La recomendación que hacen algunos especialistas en mecánica automotriz es reemplazar los rotores cada 48.000 kilómetros aproximadamente para garantizar su óptimo funcionamiento. No obstante, también resulta útil hacerles una revisión de manera periódica, por ejemplo, cuando se lleve al coche al taller para un mantenimiento de rutina.