Motor Stirling: Energía Renovable y Generación Eléctrica Descentralizada

Se denomina **energía renovable** a la energía que se obtiene de fuentes naturales virtualmente inagotables, ya sea por la inmensa cantidad de energía que contienen, o porque son capaces de regenerarse por medios naturales. Entre las energías renovables se encuentran la **eólica**, **geotérmica**, **hidroeléctrica**, **mareomotriz**, **solar**, la **biomasa** y los **biocombustibles**. Algunas de esas energías se pueden aprovechar con el motor Stirling.

¿Qué es el Motor Stirling?

El **motor Stirling** es un motor de combustión externa, inventado en 1816 por Robert Stirling. El objetivo era tener un motor menos peligroso que la máquina de vapor. El principio de funcionamiento es el trabajo realizado por la expansión y contracción de un gas (normalmente helio, hidrógeno, nitrógeno o simplemente aire) al ser obligado a seguir un ciclo de enfriamiento en un foco frío, con lo cual se contrae, y de calentamiento en un foco caliente, con lo cual se expande. Es decir, es necesaria la presencia de una diferencia de temperatura entre dos focos y se trata de un motor térmico.

Este motor continúa en investigación debido a la versatilidad de fuentes de energía utilizables para su funcionamiento, ya que al necesitar solamente una fuente de calor externa al cilindro, es posible usar una gran variedad de fuentes energéticas como la **energía solar térmica**, todo tipo de combustibles, uso de la **biomasa**, **energía geotérmica**, porque solo precisa un foco caliente y otro frío para su funcionamiento. Pero la mejor forma de hacer funcionar este motor es con el uso de la **energía solar térmica**, utilizando un colector solar parabólico que concentre la energía solar en el foco caliente del motor, o con el uso de biomasa como combustible. Pero la energía geotérmica no funcionará para el proyecto, debido a que es difícil y costoso llegar a un lugar con suficiente temperatura, y además, esta energía se encuentra solo en zonas volcánicas. Mientras que la energía solar calórica se encuentra en todos lados pero el mejor lugar para que funcione es en la zona entre los trópicos, debido a que la cantidad de radiación solar es grande a lo largo de todo el año, y a su vez es la región donde hay más población dispersa.

Este motor, además de la cantidad de tipos de energías renovables que se pueden utilizar para su funcionamiento, se puede construir con materiales reciclados, lo cual reduce la contaminación. Además necesita un foco frío, el cual se obtiene refrigerando con agua porque ella envuelve el cilindro y enfría el aire dentro de esa zona. Para refrigerar de esa manera se puede utilizar agua de lluvia.

Ciclo de Funcionamiento

El ciclo que cumple este motor comienza cuando el aire dentro de él se calienta y se expande aumentando la presión en su interior, provocando que el pistón de potencia se eleve. Cuando el pistón de potencia se eleva, la presión dentro del cilindro disminuye, con lo cual comienza a bajar el pistón del intercambiador de calor, transfiriendo el aire a la zona de temperatura más baja, reduciéndose aún más la presión. En este momento, el volante de inercia acciona al pistón de potencia, produciendo una compresión del aire, transfiriendo este a la zona de mayor temperatura, haciendo subir el pistón del intercambiador. Luego se vuelve a comenzar con el ciclo.

Componentes Clave

El pistón se conecta a la biela la cual se une a un tipo de pivote conectado al cigüeñal que provoca el rotamiento del volante de inercia (este volante regulariza el movimiento y mantiene impulso cuando se pasa por los puntos muertos del ciclo) el cual también moverá un generador eléctrico, el cual generará energía para su almacenamiento y su posterior uso en cualquier artefacto eléctrico.

Implementación a Nivel Hogar

El proyecto se realizará a nivel hogar, o sea que cada casa o cada barrio tendrá un motor Stirling junto a un generador eléctrico que les proveerá de energía eléctrica, y parte de ella se almacenará para su uso nocturno o si no hay suficiente luz solar. Si este proyecto se realiza a mayor nivel, o sea, si tiene un largo recorrido hasta su uso, no sería muy eficiente, porque en la generación de energía se pierde un 30% de ella, de ese 30% el 90% se pierde en la transmisión hasta los hogares, por eso a nivel hogar seria mas productivo debido a que evita ese derroche de energía en el trayecto al hogar.