El motor stirling es un desconocido fuera de los sectores ingenieriles, a pesar de estar ganando relevancia en la generación de energía limpia y estar a menos de doce meses de cumplir 200 años.

¿Cómo funciona?

El funcionamiento del motor es simple: aprovecha la diferencia de temperaturas entre un  foco frío y un foco caliente para expandir y comprimir continuamente un gas (típicamente aire, hidrógeno o helio), que mueve un pistón y genera movimiento.

Puede construirse de tres formas diferentes denominadas alfa, beta y gamma. La primera suministra más potencia porque cuenta con dos pistones. Por el contrario, el tipo gamma es poco potente pero puede trabajar con diferencias de temperatura de tan sólo 2 ºC. De esta manera, existen modelos que pueden ser accionados empleando como foco frío el aire ambiente y como foco caliente simplemente la palma de la mano (si bien su utilidad no va más allá de la de un juguete). El tipo beta ocupa el espacio entre ambos.

Breve historia del motor stirling

La vida de esta máquina termodinámica estuvo llena de altibajos desde su creación en 1816 por el reverendo escocés Robert Stirling. Empezó compitiendo con la joya del momento: el motor de vapor de James Watt, frente al que ofrecía mayor seguridad por trabajar a presiones más bajas -en aquel momento, los motores de Watt provocaban numerosos accidentes por explosiones- y ahorro de combustible por su mayor eficiencia.

Imagen de Robert Stirling

Robert Stirling

Imagen de primera patente motor stirling

Primera patente del motor Stirlin

Si bien logró popularidad, finalmente perdió la batalla y quedó en un segundo plano, para el año 1930, sus publicaciones eran anecdóticas. No obstante, dos décadas después la compañia Philips se interesó de nuevo en estos motores y aplicó grandes mejores permitidas por avances tecnológicos, especialmente en el campo de los materiales, devolviendo el interés por ellos.

Imagen de Generador Stirling Philips

Primera construcción del motor de Stirling

¿Qué utilidad tiene actualmente?

A día de hoy, la vuelta definitiva de esta máquina termodinámica la provoca la versatilidad que ofrece a la hora de accionarse. Se clasifica dentro de los motores de combustión externa,  lo que significa que no hemos de introducirle ningún combustible (como sí ocurre con los motores de automoción), sino que se activa por medio del calor proveniente de cualquier fuente de energía: gasolina o gasóleo, sí, pero también biomasa, energía solar o incluso nuclear. Viendo el funcionamiento de las configuraciones del motor stirling, una fuente renovable de energía puede calentar el foco caliente.

Esto abre la puerta a su aplicación más prometedora,  que ha consolidado su presencia: el uso en el sector solar. De esta manera, podemos colocar un espejo parabólico de forma que concentre los rayos del sol sobre el foco caliente de un motor Stirling, proporcionándole así la energía en forma de calor necesaria para que funcione. El Stirling, acoplado a un generador, produce energía eléctrica de manera totalmente limpia. Esta tecnología ya está presente en España en la Plataforma Solar de Almería, y puede llegar a rendimientos del 30%, de los más altos en el sector solar.

Imagen de Campo Solar

Stirling Solar en Almería

Sin embargo, al ser una tecnología todavía en desarrollo su coste resulta más elevado que el de otros motores, especialmente si se busca gran potencia. Además, el hecho de necesitar calentar un foco para iniciar el movimiento hace que no tenga un arranque instantáneo, lo que le cierra muchas puertas en el sector de la automoción, a pesar de contar con algún representante en este campo.

Imagen Campo Solar

Implantación solar masiva en California

Pero cuenta con otro punto fuerte: tiene emisión cero de contaminantes si es accionado por fuentes de energía renovables, tal y como ocurre con esta aplicación solar. Del mismo modo tienen gran potencial en el campo de la cogeneración, produciendo un extra de energía a partir del calor residual de cualquier industria sin consumo adicional. Su eficiencia también es destacable: teóricamente alcanza el rendimiento de Carnot, el máximo posible en máquinas térmicas.

En la actualidad empresas punteras como Endesa han invertido en investigación y desarrollo para evaluar si el uso del motor stirling es más eficiente que otros tipos de tecnología como la Torre, Fresnel o Cilindro Parabólico. Para evaluar su viabilidad se construirá en Sevilla una planta piloto y se analizará su funcionamiento con el fin de utilizar esta tecnología a nivel comercial.

Por todo esto, parece que el motor de Stirling ha vuelto de manera definitiva y que jugará un papel importante en la generación de energía limpia en un futuro próximo.

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