MOTOR STIRLING, LOS IMPACTOS DE UNA IDEALIZACIÓN CONSTRUCTIVA Y SOSTENIBLE

MOTOR STIRLING, LOS IMPACTOS DE UNA IDEALIZACIÓN CONSTRUCTIVA Y SOSTENIBLE



TERMODINÁMICA GENERAL



Luisa Victoria Gonzaléz Cano
Ingeniería de Petróleos
lvgonzalezc@unal.edu.co


Daniel Anselmo Bedoya Sánchez
Ingeniería Química
daabedoyasa@unal.edu.co


Luis David Gutiérrez Molina
Ingeniería Química
ldgutierrezm@unal.edu.co














Universidad Nacional de Colombia
Sede MedellínSeptiembre 3 de 2014
MOTOR STIRLING, LOS IMPACTOS DE UNA IDEALIZACIÓN CONSTRUCTIVA Y SOSTENIBLE

El hito de la Primera Revolución Industrial iniciada a finales del siglo XVIII y el enorme compendio de cambios gestados durante este mismo período de tiempo, suscitaron un potencial precedente para lo que sería el Siglo XIX. A partir de este periodo comenzó un cierto interés por la obtención de energía parael beneficio y desarrollo de cada una de las economías existentes en el mundo. Se tenían antecedentes de que la civilización egipcia a partir del vapor y otras fuentes térmicas obtenían trabajo mecánico para el levantamiento de cargas pesadas y diferentes objetos de gran tamaño. Las arcas de los países propietarios de colonias en Asia, América y África se abastecían de labores propias de laexplotación en estas regiones, lo que incitó a posteriori, el patrocinio de actividades en pro del incremento de producción intelectual y la configuración de pilares más idóneos y convenientes para el mejoramiento de la calidad de vida. Uno de estos pilares se cimienta en la búsqueda de medios energéticos de alta eficiencia y rendimiento que finalmente desplazaran la fuerza humana y animal en múltiplessectores, no solo a nivel industrial sino también doméstico. Dicha búsqueda se traduce en el desarrollo de artefactos maquinados que desde su creación aludieron (muchos de ellos, desconocidamente), a principios termodinámicos que hoy, puede aseverarse han sido grandes contribuyentes en el avance y la perfección de la sociedad contemporánea. A lo largo de este manuscrito se ahondará en detalle losantecedes históricos y los principios más generales que conllevaron al diseño y ejecución de uno de los experimentos más relevantes para la historia mundial en el campo de la ciencia.
La máquina de vapor que ya contaba con algunos años de desarrollo adquirió un nivel simbólico en la sociedad de ese entonces [1], sin embargo, los riesgos que esta denotaba, en adición de su elevado costo e ineficaciafueron un detonante para la adjudicación de nuevas alternativas tecnológicas que representaran no solo seguridad sino también altos rendimientos en un marco de mayor economía, es decir menores costos de producción, desarrollo y aplicación.
Robert Stirling, (reverendo inglés), hacia 1816, motivado por esta problemática, desarrolla un motor de aire caliente y patenta un regenerador de calor quesoluciona de momento los altos percances generados por la máquina de vapor, su invento es valorado como un gran avance de inconmensurables beneficios, pero de inmediato se ve empañado por la llegada del motor de combustión interna, tomando como referencia de que su uso es relegado a operaciones que no implicaran un uso desmedido de fuerza, la cual en términos netamente técnicos alude a la potencia.El previo suceso no fue un impedimento para que la esencia de este motor fuese empleada en otras aplicaciones como lo fue el caso de ventilares y bombas de agua.
El principio que sirvió de fundamento para la introducción al concepto de máquinas térmicas se adjudica al célebre científico francés Nicolas Leonard Sardi Carnot, quien preocupado por el atraso de la época, despertó en rigor, un interéspor la invención de máquinas de vapor. En uno de sus ensayos publicados en 1824 bajo el título ‘Reflexiones bajo la fuerza motriz del fuego [2]’, sin perder detalle alguno, describe el ciclo energético de una maquina idealizada, en la cual se menciona que el proceso solo depende de la temperatura inicial y final de la sustancia que determina el movimiento de la máquina sin importar la naturaleza...