Mi primer post, espero que sea util.
El Motor Stirling fue inventado en 1816 por Robert Stirling, un sacerdote escocés, que estaba muy preocupado por la cantidad de muertos que había entre los mineros escoceses a causa del uso de la máquina de vapor para desagotar las minas. El objetivo era tener un motor menos peligroso que la máquina de vapor.
Al calentar cualquier sustancia esta se dilata, al enfriarla se contrae, lo mismo ocurre con un gas. La idea del motor Stirling es aprovechar esta propiedad.
Stirling encerró un gas en un recipiente calentando un lado del mismo y enfriando el otro lado, con un dispositivo hacia que el gas se calentara y enfriara cíclicamente, logrando que el mismo se dilatara y contrajera alternativamente, de esta variación de volumen extraía un trabajo mecánico.
Al ser necesaria la presencia de una diferencia de temperaturas entre dos puntos se trata de un motor térmico. Básicamente es el principio de funcionamiento.
Existen varios tipos de motores Stirling, se denominan tipo Beta, Alfa y Gama, pero en general constan todos de los mismos elementos. Un elemento desplazador del gas que justamente se denomina de ese modo “desplazador”, un elemento que aprovecha el trabajo generado, que en general se lo denomina pistón de potencia y un elemento de conexión entre ambos pistones, generalmente un cigüeñal.
El motor tipo Beta es el que originalmente diseñó Stirling, consta de un cilindro que contiene el gas, en su interior hay un pistón, el cual deja un espacio con el cilindro para permitir el paso del gas, este es el desplazador y otro pistón que cierra herméticamente el cilindro que es el que aprovecha el trabajo, es el pistón de potencia.
El motor tipo Alfa consta de dos pistones y dos cilindros los cuales están interconectados, un cilindro funciona como pistón de potencia y el otro como desplazador, en el tubo que los interconecta se suele colocar un elemento que permite aprovechar mas la diferencia térmica que se denomina “regenerador.
El motor tipo gama es una mezcla entre los dos tipos anteriores, solo que se simplifica la construcción del mismo.
Ventajas:
Es un motor de combustión externa, por lo que puede utilizar cualquier fuente de calor geotérmica, solar, carbón, biogás, alcohol, etc.
El proceso de combustión es continuo, lo que permite reducir la emisión de gases.
Los elementos en movimiento son pocos lo que reduce el mantenimiento.
El mecanismo es sencillo, no requiere de válvulas o dispositivos de regulación complejos.
Son extremadamente silenciosos.
En general trabajan con bajas presiones lo que reduce los riesgos de explosión.
La eficiencia está muy cercana al ciclo de Carnot, pudiendo, teóricamente, superar el 50% de rendimiento. (Un motor a explosión no supera el 35%)
Desventajas:
Al trabajar con pequeños diferenciales térmicos las maquinas deben ser demasiado voluminosas para la potencia entregada. En los casos que se utilizan diferenciales térmicos elevados se reduce considerablemente el tamaño.
Tienen tendencia a trabajar a ritmos constantes por lo que resulta muy dificultoso variar la cantidad de trabajo entregado.
Un motor Stirling no puede arrancar instantáneamente, tiene que primero “calentarse”. (En general todo motor debe calentarse para tener un rendimiento óptimo)
Aplicaciones:
Generación de energía eléctrica, particularmente en regiones alejadas de los centros urbanizados, combinado con aprovechamiento de energía solar.
Cualquier aplicación donde se necesite un ciclo de trabajo continuo y silencioso. (Por ejemplo la Armada Sueca ya dispone de tres submarinos movidos por motores Stirling)
Si a alguien le interesa existen numerosas páginas con planos gratuitos y tips para construirlos.
Fuentes:
Wikipedia
www.bekkoame.ne.jp/~khirata
www.stirlingengine.com