El motor Stirling

Hoy vamos a hablar de un tipo de motor distinto al utilizado convencionalmente de combustión interna. Los vehículos emplear este tipo de motor alimentado por los combustibles fósiles cuya eficiencia no es demasiado buena. En este caso, os presentamos el motor Stirling. Se trata de un motor técnico con mayor eficiencia que uno de gasolina o diésel. De este modo, se puede decir que es uno de los mejores motores que existen y, además, es ecológico.

En este artículo vamos a hacer un análisis sobre las características del motor Stirling y comparar las ventajas con los inconvenientes de su uso. ¿Quieres saber más sobre este tipo de motor? Sólo tienes que seguir leyendo 🙂

El motor Stirling

Este motor no es nada moderno ni revolucionario. Se inventó en el año 1816 por Robert Stirling. Se le conoce por ser un motor con un potencial de ser más eficientes que cualquier otro tipo de combustión. Al margen de su descubrimiento no podemos decir que hayan acabado imponiendo nuestras vidas.

De hecho, este motor, a pesar de tener más potencial, sólo se usan en algunas aplicaciones muy especializadas. Las zonas donde se utiliza requieren que el motor sea lo más silencioso posible, al contrario que los motores de combustión interna convencionales. Por ejemplo, se emplea en submarinos o generadores auxiliares de energía para los yates.

Todavía no se está utilizando de manera masiva, pero no quiere decir que no se esté trabajando. Este motor cuenta con grandes ventajas que analizaremos posteriormente.

Funcionamiento

El motor utiliza un ciclo Stirling, que es diferente de los ciclos utilizados en los motores de combustión interna.

Los gases que se utilizan nunca llegan a salir del motor, lo que ayuda a reducir las emisiones de gases contaminantes. No tiene válvulas de escape que ventilen los gases de alta presión, al igual que pasa con el motor de gasolina o diésel. En el caso de que haya algún peligro, no tiene riesgos de explosiones. Debido a esto, los motores Stirling son muy silenciosos.

El motor Stirling utiliza una fuente de calor externa que puede ser combustible. Tanto desde la gasolina a la energía solar o incluso el calor producido por las plantas en descomposición. Esto hace que en el interior del motor no haya ningún tipo de combustión.

El principio por el que funciona el motor Stirling  es que una cantidad fija de gas está sellada dentro del motor. Esto hace que se forme una serie de eventos que cambian la presión del gas dentro del motor y hace que funcione.

Hay varias propiedades de los gases que son críticas para que el motor funcione correctamente:

• Si tiene una cantidad fija de gas en un volumen fijo de espacio y aumenta la temperatura de ese gas, la presión aumentará.
• Si tiene una cantidad fija de gas y la comprime (disminuya el volumen de su espacio), la temperatura de ese gas aumentará.

Así es como el motor Stirling usa dos cilindros. Uno de ellos se va calentando con una fuente de calor externa (fuego) y el otro se enfría con una fuente de refrigeración (como puede ser el hielo). Las cámaras de gas que tienen ambos cilindros están conectadas y los pistones están conectados entre sí mecánicamente por un enlace que determina cómo se moverán entre sí.

Partes del motor

Este motor tiene cuatro partes en su ciclo de funcionamiento o combustión. Los dos pistones que hemos mencionado antes son los que cumplen todas las partes del ciclo:

1. Para empezar, se agrega calor al gas dentro del cilindro calentado. Esto genera presión y fuerza al pistón a moverse hacia abajo. Esta es la parte del ciclo de Stirling que hace el trabajo.
2. Luego, el pistón izquierdo se mueve hacia arriba mientras que el pistón derecho se mueve hacia abajo. Estos movimientos van desplazando el gas caliente hacia el cilindro que está refrigerado por hielo. Al enfriarlo rápidamente disminuye la presión del gas y se puede comprimir más fácil para la siguiente parte del ciclo.
3. El pistón comienza a comprimir el gas refrigerado y el calor generado por esa compresión se elimina por la fuente de enfriamiento.
4. El pistón derecho se mueve hacia arriba mientras el izquierdo hacia abajo. Esto de nuevo hace que el gas entre al cilindro calentado donde se calienta rápidamente, generando presión y el ciclo se repite de nuevo.

Ventajas del motor Stirling

Gracias a este tipo de funcionamiento y su rendimiento, podemos encontrar algunas ventajas.

• Es silencioso. Para algunas actividades donde se requiere mayor silencio, este tipo de motor es una buena opción. También es fácil de equilibrar y genera poca vibraciones.
• Tiene alta eficiencia. Debido a las temperaturas de las fuentes caliente y fría, puede hacerse que el motor trabaje en cogeneración.
• Puede tener varias fuentes calientes. Para calentar el gas puede tener fuentes de calor como madera, serrín, energía solar o geotérmica, desechos, etc.
• Es más ecológico. Este tipo de motor no contribuye en las emisiones de gases a la atmósfera al conseguir una combustión completa.
• Más fiabilidad y fácil mantenimiento. Su tecnología es muy simple pero eficaz. Esto hace que tengan alta fiabilidad y requieran de poco mantenimiento.
• Duran más tiempo. Al contrario que los motores convencionales, al ser más sencillos y gracias a su diseño duran más años.
• Usos diversos. Puede tener varios usos debido a su autonomía y adaptabilidad a las necesidades y los diferentes tipos de fuentes de calor.

Inconvenientes

Al igual que este tipo de motor ofrece ventajas, también hay que analizar los inconvenientes que son:

• El costo es su problema más importante. No es competitivo con otros medios.
• No se conoce por el público en general. Si no saben lo que es un motor Stirling no se puede promover.
• Suelen tener problemas de sellado. Esto es una complicación. La elección ideal sería hidrógeno por su ligereza y capacidad de absorber las calorías. Sin embargo, no tiene capacidad de difundirse a través de los materiales.
• En ocasiones necesita ser muy grande y requiere de aparatos voluminosos.
• Falta de flexibilidad. Las variaciones de potencia rápidas y efectivas son difíciles de obtener con un motor Stirling. Este está más calificado para funcionar con un rendimiento nominal constante.

Con esta información podrás conocer mejor este tipo de motor y analizarlo completamente.