Habrás oído mil veces el argumento a favor del motor de pistones opuestos: como se ahorra la culata, las válvulas y el árbol de levas, tiene que ser más sencillo de fabricar. En esta casa también lo contamos en su día, y no era mentira.
Ahora os digo que era solo media verdad.
La otra media la cuenta una patente que la Oficina de Patentes y Marcas de Estados Unidos (USPTO) concedió el 29 de septiembre a General Atomics Aeronautical Systems (GA-ASI), la empresa de San Diego que fabrica los aviones no tripulados Predator. El documento se centra en una sola pieza del motor, el pistón, y la receta que propone lleva tres piezas unidas con cordones de soldadura.
Y es que todo el trabajo que hacía la culata se lo acaba cargando el pistón.
Dos pistones en el mismo cilindro
Repaso rápido para quien no lo tenga fresco. En un motor convencional el pistón sube, comprime el aire contra la culata y es en ese techo donde viven las válvulas y, muchas veces, el inyector.
En un motor de pistones opuestos, uno de los diseños más curiosos que ha dado la historia del motor, cada cilindro lleva dos pistones mirándose de frente. En la arquitectura de dos cigüeñales descrita en esta patente, cada uno va unido al cigüeñal correspondiente. Cuando los dos llegan a su punto de máxima aproximación, la cámara de combustión se forma entre sus dos coronas, sin techo fijo. Para el gas tampoco hay válvulas: el cilindro tiene lumbreras en la pared, las de escape en un extremo y las de admisión en el otro, y son los propios pistones los que las tapan y las destapan al final de su carrera. Funciona a dos tiempos. El combustible entra por un lateral, con inyectores montados en la pared del cilindro.
Dicho así parece más simple, y en número de piezas lo es. Pero fíjate en lo que le toca aguantar a ese pistón: hace de techo de la cámara de combustión, abre y cierra el paso del gas como si fuera una válvula y además tiene que dejar entrar el chorro de los inyectores laterales.
Tres oficios para una sola pieza.
Corona, falda y un anillo para el aceite
La reivindicación principal de la patente US 12,747,713 B2, titulada Multi-part piston construction for an opposed-piston engine, describe un método para fabricar ese pistón a partir de tres partes.
La primera es la corona. Lleva la zona de los segmentos de compresión y la cara que forma la cámara con el pistón de enfrente. En esa cara hay un cuenco, parecido al de muchos diésel, y dos muescas en el borde que desembocan en él. Según la descripción del documento, esas muescas guían la entrada del combustible, y están en lados opuestos del borde, alineadas con el eje largo del cuenco.
La segunda es la falda, el cuerpo del pistón, con el alojamiento del bulón que lo une a la biela.
La tercera es una pieza exterior en forma de anillo con las ranuras de los segmentos de aceite. Fíjate en el detalle, porque es lo que más llama la atención si estás acostumbrado a desmontar motores de coche: en un pistón normal todos los segmentos van juntos arriba, cerca de la corona. En este, los de compresión van en un extremo y los rascadores de aceite en el contrario, con la falda en medio.
La explicación está en el propio texto. Los segmentos de compresión trabajan en la zona central del cilindro, que es donde se forma la cámara, mientras que los de aceite limpian el lubricante de los extremos exteriores. Cada familia de segmentos va donde le toca trabajar.
Esquema de elaboración propia a partir de la descripción de la patente US 12,747,713 B2. No está a escala: las proporciones son orientativas y la arquitectura descrita en la patente lleva un cigüeñal a cada lado del cilindro.
La reivindicación obliga además a orientar la corona respecto a la falda antes de soldarla, de forma que el eje del cuenco forme un ángulo predeterminado con el eje del bulón. Después se suelda la corona a un extremo de la falda con uno o varios cordones, y la pieza exterior al otro extremo con un segundo cordón.
¿Por qué tanto lío con el ángulo? Porque el bulón fija cómo queda girado el pistón dentro del cilindro, y los inyectores van montados en el bloque en una posición que no se mueve. Si sueldas la corona unos grados desviada, las muescas ya no miran a los inyectores. La propia descripción reconoce que esa orientación puede ser crítica para colocar los inyectores en el bloque.
Los ejemplos que da hablan de un ángulo de entre 30 y 35 grados, con 32 como caso concreto, y de otra horquilla de 45 a 55 grados. En ese mismo párrafo aparece un ejemplo de 58 grados que se sale de su propia horquilla. O es una errata del documento o a mí se me escapa algo, pero ahí está.
¿Por qué no hacerlo de una sola pieza?
Es la pregunta lógica. Y conviene aclarar algo antes: soldar la corona a la falda no es ningún invento nuevo, y el propio texto admite que hay muchas técnicas conocidas para hacerlo con cordones circulares y cita otra patente anterior como ejemplo. Lo que aporta esta es la tercera pieza y la forma de encajarlo todo.
La primera razón es de forja pura y dura. Cerca del extremo abierto de la falda, donde están los resaltes del bulón, quedan unas zonas en contrasalida que harían muy difícil forjar falda y anillo exterior de una vez. Partiéndolo en dos, cada pieza se forja por separado y luego se suelda.
La segunda tiene que ver con la refrigeración. Al soldar corona y falda, entre las dos queda encerrada una galería circular y una cámara central para el aceite, que salen de piezas forjadas relativamente sencillas. Sacar ese hueco de un bloque macizo, me imagino, ya sería otro cantar.
La tercera es de peso. La falda se puede forjar con una pared más fina que la zona de los segmentos de aceite, para quitarle masa al pistón.
En cuanto al cómo, la descripción da su receta preferida. Corona y falda salen de forja, y el anillo exterior se corta de tubo de un acero soldable y resistente al desgaste. Corona y falda se unen con una soldadura híbrida por inducción; el anillo, por fricción inercial. Después llega un tratamiento térmico y, por último, se mecanizan las ranuras de los segmentos con el pistón ya montado.
También propone materiales según la presión. Para cámaras que superen los 200 bar de presión máxima, acero 4140 forjado en corona y falda; por debajo de esa cifra, acero microaleado. Lo que sí me ha llamado la atención es que la descripción contempla incluso uniones puramente mecánicas, roscadas o a presión, aunque la reivindicación principal exige soldadura.
Lo que protege la patente y lo que no
Una patente es un título de propiedad sobre un método, y aquí lo que queda protegido es esa combinación concreta: tres piezas, la corona orientada respecto al bulón y dos uniones soldadas. En total suma 16 reivindicaciones, como puedes comprobar en la ficha publicada en el boletín oficial de la USPTO.
Lo que yo no he encontrado en el texto son datos de ensayo: horas de banco, vida útil, coste por pistón o una comparación con un pistón de una pieza. Así que con esto en la mano no se puede decir que este pistón sea más caro, más barato, más fiable o menos fiable que otro. Es una receta de fabricación, y como tal hay que leerla.
Tampoco es un invento de este otoño. La prioridad viene de una solicitud provisional del 30 de marzo de 2017, que pasó por una solicitud internacional PCT en marzo de 2018 y por una solicitud estadounidense de agosto de 2019 que acabó abandonada. La que ha llegado a buen puerto es una continuación presentada el 27 de junio de 2023, con Ryan G. MacKenzie como inventor.
Esa solicitud se publicó el 26 de octubre de 2023 y, según las bases de datos de patentes, todavía a nombre de Achates Power, la empresa de San Diego que lleva años desarrollando motores de pistones opuestos. La concesión ya sale a nombre de GA-ASI.
El cambio de titular tiene explicación. El 19 de agosto de 2025, GA-ASI anunció la compra de activos clave de Achates Power, entre ellos una cartera de patentes y otra propiedad intelectual. Su presidente, David Alexander, habló entonces de incorporar la tecnología de pistones opuestos de Achates y la relacionó con soluciones para plataformas aéreas, sin citar ningún modelo concreto.
Esta es nuestra lectura: quitar la culata cambia el problema de sitio y lo mete dentro del pistón. Que eso compense o no dependerá de lo que se vea en un banco de pruebas, y eso esta patente no lo cuenta.
¿Lleva esto el Predator?
Aquí conviene frenar, porque la tentación es evidente: fabricante del Predator, patente de motor, sumas dos y dos y ya te imaginas el motor dentro del avión. Pues la cuenta no sale.
La ficha oficial del Predator XP, la variante que el Gobierno de Estados Unidos autorizó a vender a más clientes y que GA-ASI tiene en producción, indica como planta motriz un Rotax 914 Turbo muy modificado. Según el fabricante, el avión mide 17 metros de envergadura y 8 de largo, pesa como máximo 1.157 kilos al despegar y aguanta hasta 35 horas en el aire.
El 914 es un cuatro cilindros bóxer de cuatro tiempos con turbo, muy habitual en aviación ligera. Tiene sus pistones enfrentados, sí, pero cada uno en su cilindro y con su culata. Lo de bóxer y lo de pistones opuestos se parecen en el nombre y poco más.
Ni la nota de la compra de Achates ni esta patente vinculan el pistón a un avión concreto, así que yo no le pondría este motor al Predator ni en una foto.
La patente US 12,747,713 B2, con Ryan G. MacKenzie como inventor y 16 reivindicaciones, se concedió el 29 de septiembre a General Atomics Aeronautical Systems, y a 7 de noviembre la ficha del Predator XP sigue indicando el Rotax 914 Turbo como motor.
