hipotesis

EL motor de vapor más pequeño del mundo

La idea de utilizar presión para empujar algo hacia arriba o hacia adelante no es nueva. Un tipo de turbina (máquina) de vapor fue diseñada hace aproximadamente 2000 años por Hero de Alejandría. Los chinos ya utilizaban cohetes pirotécnicos que funcionaban con pólvora hace más de 800 años. Sir Isaac Newton explicó el principio del empuje por reacción ensus "leyes de la dinámica" en 1687. En 1791, John Barber de Inglaterra diseñó una turbina de gas, pero tuvieron que pasar 100 años para que se desarrollaran los materiales adecuados para construirla.
Esta creación se utilizó extensamente durante la Revolución Industrial, en cuyo desarrollo tuvo un papel relevante para mover máquinas y aparatos tan diversos como bombas, locomotores, motoresmarinos, etc. Las modernas máquinas de vapor utilizadas en la generación de energía eléctrica no son ya de émbolo o desplazamiento positivo como las descritas, sino que son turbo máquinas; es decir, son atravesadas por un flujo continuo de vapor y reciben la denominación genérica de turbinas de vapor.

Una máquina de vapor  es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de unacantidad de agua en energía mecánica.  En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:
I).Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindró empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona,por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.
II).El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vaporhacia y desde el cilindro.
El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Científicos alemanes del instituto Max Planck y de la Universidad de Stuttgart han fabricado la máquina de vapor más pequeña del mundo: mide 3 milésimas de milímetro. Y, además, funciona conla misma eficiencia que un motor térmico de tamaño normal.
El motor original inventado hace casi 200 años por Robert Stirling consistía en un  cilindro de gas adherido a una fuente de calor en un extremo y a una fuente fría en otro.
El sistema estaba conectado a dos pistones: el primero comprime el gas, moviéndolo hacia la parte caliente que hace que se expanda, moviendo así el pistón de vueltalo que hace que se mueva la rueda.
El movimiento de la rueda hace que el segundo pistón se mueva impulsando el gas a la zona fría, haciendo que éste se contraiga y que el proceso vuelva a empezar.
El “motor Stirling” consiste en un rayo láser y una sola partícula flotando en el agua y sólo puede ser visto con la ayuda de un microscopio (su tamaño es unas diez mil veces más grande que un átomo).El fuego producido por el carbón en una locomotora fue reemplazado por el rayo láser que calienta el agua súbitamente, y luego permite que se enfríe tan pronto se apaga. Por ahora, el motor no tiene otra utilidad que estudiar el desarrollo de la termodinámica a nivel microscópico.
Para adaptar el motor a un tamaño tan pequeño, los investigadores sustituyeron el cilindro de gas por una partículahecha de plástico llamada melamine, que mide unas 10.000 veces el tamaño de un átomo y lo situaron en una cámara de agua a medida.
Los pistones por su parte se sustituyeron por un rayo láser infrarrojo que ayudó a mantener en su lugar a esta partícula de melamine.
Cuanto más intenso es el láser más fija está la partícula en su lugar. Si es más débil la partícula puede fluctuar y moverse por un...