Motores Stirling

Motores Stirling

Introducción

A Robert Stirling le fascinaban las máquinas de vapor, rugientes, sucias y potentes, los mecanismos más bellos de su época. Pero claro, una cosa es el amor por la máquina y otra el dinero. Los sistemas movidos por vapor, generado, a su vez, por el calor liberado en la combustión de carbón, eran de todo, menos eficientes. Así que, tras darle muchas vueltas a la cabeza, el genio de Stirling llegó a la conclusión de que se podría aprovechar mucho mejor una fuente de calor. Así nació, en 1816, su gran invento, el motor que lleva su nombre. Lamentablemente, aunque es mucho más simple y más eficiente, al menos en teoría, que una máquina de vapor clásica, los motores Stirling nunca fueron muy conocidos y su aplicación al mundo real no pasó de la mera anécdota.

Desarrollo

Los motores de combustión interna, esos que habitan en el interior de nuestros automóviles, terminaron por eliminar de la faz del mundo a los motores tipo Stirling. Pero todo vuelve y, en este caso, con fuerza renovada. Los nuevos materiales y las técnicas de ingeniería avanzadas de hoy día plantean que puede retomarse la idea de aquel visionario en pleno siglo XXI. Basicamente, y sin entrar en detalles tediosos, el Stirling es un motor de ciclo cerrado en el que, en un ensayo ideal, el fluido de trabajo, contenido en el interior del motor, sería movilizado por los pistones a lo largo de las etapas del ciclo de trabajo. Su fuente de energía puede ser cualquier foco de calor externo con lo que puede ser aplicado en multitud de situaciones, aprovechando calor residual de origen industrial, combustión de todo tipo de materiales, calor solar e incluso el originado en procesos de fisión nuclear. Dado que la combustión se genera externamente al motor, no como la provocada en el interior de cada cilindro de un motor de combustión interna, puede controlarse a la perfección el flujo de energía. Existen diversos tipos de motor Stirling y, en la actualidad, aunque no se aplica extensamente, se empiezan a plantear su renacimiento o, mejor dicho, su nacimiento, porque en realidad nunca se le hizo mucho caso. Una lástima por el señor Stirling, que murió pensando que su invento no tendría mucho futuro.

Tipos de motores de aire caliente.

Todos los motores Stirling tienen un funcionamiento similar, pero se pueden clasificar endiferentes tipos según la posición del pistón de potencia y el desplazador.

Los tres grupos en los que se pueden diferenciar estos motores son:

- Motores de tipo beta: Este tipo de motor fue el diseño original que hizo Robert Stirling. Consta de un cilindro con dos zonas, una caliente y otra fría. En el interior del cilindro también se encuentra un desplazador que posibilita el movimiento de aire, y concéntrico con este, se encuentra el pistón de potencia, que está desfasado a 90º respecto al desplazador.

Este tipo de motor es el más eficaz, pero también el más complejo y voluminoso.

- Motores de tipo alfa: Este motor fue diseñado por Rider. Este tipo, a diferencia deltipo beta, tiene dos cilindros, uno donde se sitúa la zona fría, y otro donde se sitúa la caliente. En cada cilindro, hay un pistón que está desfasado a 90º del pistón del otro cilindro. Los cilindros están conectados entre sí por un cigüeñal, que hace que la relación potencia/volumen sea bastante alta. El mecanismo de este tipo de motor es bastante sencillo, pero es complicado que no se escape el aire, sobretodo en el cilindro caliente, ya las altas temperaturas deterioran los materiales.

- Motores de tipo gamma: Este motor es muy parecido al de tipo beta, pero es más sencillo de construir. Lo que diferencia al beta y al gamma es que el gamma tiene el pistón de potencia y el desplazador en diferentes cilindros, que están desfasados

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