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Motor Stirling

Motor Stirling

El motor Stirling fue inventado en 1816 por Robert Stirling, un cura escocés. El objetivo era conseguir un motor menos peligroso que la máquina de vapor.

El funcionamiento del motor Stirling se basa en la expansión y contracción de un gas que puede ser helio, hidrógeno, nitrógeno o aire. A este gas se le obliga a desplazarse cíclicamente de una fuente fría donde se contrae a una fuente caliente donde se expande. Se considera como un motor térmico (motor termodinámico) debido a la presencia de un gradiente de temperaturas entre las dos fuentes térmicas.

Originariamente, el motor Stirling se concibió como un motor principal industrial para competir con la máquina de vapor, pero en la práctica, durante más de un siglo sólo se usó para aplicaciones domésticas y para motores de baja potencia.

Actualmente, aún se investiga el desarrollo. El hecho de que sólo necesite una fuente de calor externa le da una gran versatilidad ya que este hecho le da la posibilidad de poder utilizar muchas fuentes de energía para su funcionamiento. La fuente de energía de un motor Stirling más relevante para nosotros es la energía solar térmica, aunque también se puede utilizar todo tipo de combustibles, biomasa, energía geotérmica y otras.

Funcionamiento de un motor Stirling

motor Stirling

Un motor Stirling es un aparato mecánico que funciona en un ciclo regenerativo termodinámicamente "cerrado", con compresión cíclica y expansión cíclica del fluido de trabajo a diferentes niveles de temperatura.

El motor es un motor térmico que funciona a través de un ciclo de compresión y expansión de un gas. Se utilizan dos niveles de temperatura que hace que haya una conversión neta de de energía térmica en trabajo mecánico.

Al igual que la máquina de vapor, el motor Stirling se clasifica tradicionalmente como un motor de combustión externa, ya que todas las transferencias de calor con el gas de trabajo se hacen a través de la pared del motor. En cambio, en un motor de combustión interna la entrada de calor se hace por la combustión de una combustible dentro del cuerpo del fluido de trabajo.

A diferencia de un motor de vapor el motor Stirling cierra una cantidad fija de fluido en estado permanentemente gaseoso como es el aire. En cambio, en el motor de vapor el fluido de trabajo sufre un cambio de fase de líquido a gas.

Como es típico en los motores térmicos, el ciclo general consiste en comprimir el gas frío, calentar el gas, expandir el gas caliente, y finalmente enfriar el gas antes de repetir el ciclo. La eficiencia del proceso queda muy restringida por la eficiencia del ciclo de Carnot, que depende de la diferencia de temperatura entre el depósito caliente y el frío.

El motor Stirling se caracteriza por su alta eficiencia en comparación con las máquinas de vapor, un funcionamiento silencioso, y la facilidad con que se puede utilizar casi cualquier fuente de calor. Esta compatibilidad con las fuentes de energía alternativas y renovables ha sido cada vez más importante a medida que subía el coste de los combustibles convencionales, y también a la luz de las preocupaciones, como el pico de producción de petróleo ya pasado y el cambio climático . Este motor es actualmente de interés como núcleo de las unidades microcombinades de calor y energía, es decir de cogeneración, en las que es más seguro y eficiente que una energía de vapor.

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Última revisión: 20 de marzo de 2018