Marzo 1°

En un día como hoy, esto ocurrió en nuestro planeta: 

1780

Pensilvania se convierte en el imprimis* de los Estado de EE. UU. en donde se abolió la esclavitud, pero solamente para los recién nacidos.  Pensilvania abolió la esclavitud gradualmente a través de la Ley de Abolición Gradual de 1780.  Esta ley fué la primera de su tipo en los Estados Unidos y en el hemisferio occidental. 

1928

Nace Seymour Papert.  Papert fué un matemático, informático y educador estadounidense nacido en Sudáfrica que realizó importantes contribuciones en los campos de la inteligencia artificial, la tecnología educativa y el desarrollo infantil.  Fué cofundador del Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y, junto con Marvin Minsky, fué una figura clave en el desarrollo de la IA como disciplina académica. 

1954

Estados Unidos detona “Castle Bravo”, una bomba de hidrógeno de 15 megatones en el atolón Bikini, que accidentalmente se convirtió en el dispositivo nuclear más poderoso jamás detonado por Estados Unidos. 

2023

En este día se murió mi gatita africana Neloumpta.

 

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El Motor Stirling

Un motor Stirling es un motor térmico que funciona mediante la expansión y contracción cíclica de aire u otro gas (el fluído de trabajo) al exponerlo a diferenciales de temperaturas, lo que regresa como resultado una conversión neta de energía térmica en trabajo mecánico. 

De la forma en que funciona un motor Stirling, es que el regenerador es un intercambiador de calor interno y un depósito de calor temporal ubicado entre los espacios frío y caliente, de manera que el fluído de trabajo pasa a través del primero en una dirección y luego en la otra, utilizando la temperatura del fluído en una dirección y devolviéndolo en la otra. 

Más específicamente, el motor Stirling es un motor térmico regenerativo de ciclo cerrado, con un fluído de faena gaseosa permanente.  En este contexto, ciclo cerrado significa un sistema termodinámico en el que el fluído de trabajo está contenido permanentemente dentro del sistema.  El aspecto regenerativo describe el uso de un tipo específico de intercambiador de calor interno y acumulador térmico, conocido como regenerador.  Estrictamente hablando, la inclusión del regenerador es lo que diferencia a un motor Stirling de otros motores de aire caliente de ciclo cerrado.  ¿Qué cosas, no?

 

Escudriñando el origen del motor Stirling

Robert Stirling inventó el motor Stirling en el año 1816 con la intención de proveer una alternativa más segura al motor de vapor.    

El peligro principal de un "motor de vapor", se refiere a una situación en la que el combustible se vaporiza dentro del motor debido al calor excesivo, la que es el "bloqueo de vapor", que puede provocar que el motor se detenga repentinamente y sea difícil volver a arrancarlo, lo que puede generar situaciones peligrosas, especialmente cuando se conduce a altas velocidades debido a la pérdida de potencia y control del vehículo; esto puede ser particularmente riesgoso en condiciones de clima cálido. 

Otras fallas del motor de vapor incluyen baja eficiencia debido a la pérdida de calor, gran consumo de combustible, potencial de explosiones de calderas debido a la alta presión, susceptibilidad al sobrecalentamiento si no se da mantenimiento adecuado, tiempos de arranque lentos y la necesidad de una gran infraestructura para generar vapor, lo que lo hace menos portátil que los motores modernos.

Stirling

El clérigo e ingeniero escocés Robert Stirling inventó su motor en 1816 añadiendo una alternativa innovadora a los motores de vapor de su época.  Diseñado como una fuente de energía más segura y eficiente, el motor de Stirling usaba calor externo para impulsar su funcionamiento cíclico, lo que ayudó a mitigar los riesgos de explosión que plagaron muchos de los primeros motores de vapor, especialmente en locomotoras. 

El diseño original del motor reveló la ingeniosa utilización de un regenerador, un intercambiador de calor que reciclaba energía dentro del sistema, lo que aumentó la eficacia general.   Aunque el primer motor Stirling mostró ser prometedor, pronto enfrentó una dura competencia de la tecnología de motores de vapor que mejoraba rápidamente durante la Revolución Industrial, lo que le llevó a un acogimiento comercial limitado. 

Debido a su conveniente funcionamiento silencioso, confiabilidad y habilidad para funcionar con cualquier fuente de calor, el motor Stirling continuó captando interés a través de los años.  En el siglo XX, a medida que despertaba el desasosiego que se preocupaba por la eficiencia energética y el impacto ambiental, se reavivó el interés por la original tecnología de los motores Stirling.  

Investigadores e ingenieros de la época, impulsaron y dirigieron la exploración de su potencial en aplicaciones que abarcaban desde la producción de energía de bajas emisiones, hasta sistemas de energía renovable tales como la energía solar térmica. 

Hoy por hoy, a pesar de que los motores Stirling no son tan populares como sus homólogos de combustión interna o turbinas, éstos han encontrado funciones específicas en situaciones en las que el funcionamiento silencioso y con bajas vibraciones y la flexibilidad del combustible son cruciales. 

Quizá insospechadamente para muchos de nosotros, los sigilosos motores Stirling se utilizan principalmente en funciones especializadas, tales como la propulsión de submarinos, la generación de electricidad a partir de fuentes de calor de bajo grado como el calor solar o residual, sirven como generadores de energía auxiliares en barcos y en sistemas de refrigeración criogénicos. 

Esto se debe principalmente a su capacidad de funcionar dentro de una amplia gama de fuentes de calor, y que es capaz producir energía relativamente limpia, incluso con bajas diferencias de temperatura. 

Sin embargo, se continúa explorando su viable potencial para aplicaciones más amplias en áreas como la propulsión marina, la generación de energía a distancia, e incluso su inserción en aplicaciones industriales a pequeña escala. 

El legado perdurable de este motorcito es evidencia del espíritu creador de Robert Stirling y del enfoque único de su motor para convertir el calor en trabajo mecánico.

 

Un poco de historia

Robert Stirling es considerado uno de los padres de los motores de aire caliente, junto con innovadores anteriores como Guillaume Amontons, quien construyó el primer motor de aire caliente funcional en el año 1699. 

Guillaume Amontons (31 de Agosto de 1663 – 11 de Octubre de 1705) fué un físico e inventor de instrumentos científicos francés.  Amontons fué uno de los pioneros en el estudio del problema de la fricción, que es la resistencia al movimiento cuando los cuerpos entran en contacto.  También es conocido por su trabajo sobre termodinámica, el concepto de cero absoluto y el diseño temprano de motores. 

A Amontons le siguió más tarde Sir George Cayley.  Sir George Cayley, Sexto Baronet (27 de Diciembre de 1773 – 15 de Diciembre de 1857) fué un ingeniero, inventor y aviador británico, y es uno de los personajes más importantes en la historia de la aeronáutica.  Muchos lo consideran el primer investigador aéreo científico auténtico y la primera persona en comprender los principios y fuerzas subyacentes del vuelo y el primer hombre en crear la rueda de alambre. 

Su tipo de motor funcionaba sobre el principio de que el fuego se mantiene encerrado y se alimenta con aire bombeado por debajo del motor en una cantidad adecuada para mantener la combustión, mientras que la mayor parte del aire entra por encima del fuego para calentarse y expandirse.  

Este conjunto, adicionado a los productos de la combustión, actúa entonces sobre el pistón y pasa a través del cilindro de trabajo; y al ser la operación una simple mezcla únicamente, no se requiere una superficie de calentamiento de metal, ya que el aire a calentar se pone en contacto inmediato con el fuego. 

El principio del motor de aire Stirling difiere del de Sir George Cayley, en el que el aire se hace pasar a través del horno y se expulsa, mientras que en el motor de Stirling el aire funciona en un circuito cerrado.  El inventor dedicó la mayor parte de su tiempo y atención a este detalle.

 

Réquiem

Durante los inicios del siglo XX, el rol del motor Stirling como "motor doméstico" fué reemplazado gradualmente por motores eléctricos y pequeños motores de combustión interna.  A fines de la década de 1930, se desvaneció en el olvido y solo se fabricó para juguetes y algunos pequeños ventiladores. 

A pesar de la dura competencia que otras tecnologías le propinan al motor Stirling, éste sigue sobreviviendo valientemente y sirviendo aplicaciones como: 

Juguetes

Herramientas didácticas

Ventiladores de estufas de leña

Combinación de calor y electricidad

Ejemplo de impresión 3D interesante

Energía submarina

Aire acondicionado y refrigeración

Criorrefrigeradores

Bienestar para científicos e ingenieros

Estafas de inversión(*)

Motores Stirling para automóviles: nunca

Generadores de energía solar: eficientes y caros

Motores Stirling para energía nuclear en el espacio profundo

 

(*) El problema de esta investigación financiada por gobiernos o inversionista privados, es que raramente dá como fruto nuevos productos que a la gente le interese o pueda comprar.  Los productos generados, habitualmente están invariablemente diseñados con un alto nivel de eficiencia, validez, complejidad y principalmente; costo, lo que hace que sea imposible producirlos en masa a un costo sensible y venderlos comercialmente con éxito.

 

Recopilación de los últimos modelos

Hay algunos modelos relevantes que se han, o se han estado desarrollando, siendo estos modelos los más avanzados tales como como el "Stirling Ulm" de la Universidad de Ulm.  La Universidad de Ulm es una universidad pública situada en Ulm, Baden-Württemberg, Alemania.  La universidad fué fundada en 1967 y se centra en las ciencias naturales, la medicina, las ciencias de la ingeniería, las matemáticas, la economía y la informática.  Con casi 10.000 alumnos, es una de las universidades públicas más jóvenes de Alemania. 

El motor "Sunpower Stirling Engine" fué diseñado por la compañía Sunpower, Inc.   Ésta compañía ha creado y actualmente manufactura tecnología Stirling de pistón libre, y continúa implementando la tecnología de pistón libre para refrigeradores criogénicos comerciales. 

Existen otros modelos monofiléticos* (como todos nosotros) del original Stirling los que están siendo investigados activamente por diversas instituciones, pero sus modelos de producción siguen siendo ambiguos. 

 

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Et sub Glossarium Glossarium – (Cum amore legentibus)

Agname - Nombre además del nombre y apellido ordinarios.

Capicúa – Numero simétrico que se lee igual de izquierda a derecha que de derecha a izquierda

Esfignomanometría - De, similar o perteneciente al pulso o al latido del corazón

Expistar - Descubrirlo mediante un examen estricto

Fuero - Código o cuerpo de leyes; una constitución

Imprimis - En el primer lugar

Monofiléticos - Derivado de un ancestro o parentesco común

Palíndromo - Palabra, frase o número que se lee igual de izquierda a derecha que de derecha a izquierda

Prontuario - Repositorio; libro de referencia de hechos

Zootropo - Cilindro giratorio ranurado que produce una animación primitiva

 

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Post scriptum et quorumdam suggestionibus pro futurum: Si hay algún tema sobre el cual usted quisiera leer mis traumáticas y ligeramente psicopatísticas opiniones, por favor sugiéralo a:   rguajardo@rguajardo.us. 

Caveat: Mis opiniones pueden resultarle ácidas, demasiado honestas, corrosivas, irreverentes, insultantes, altamente irónicas, acerbas, licenciosas, mordaces y de una causticidad filosófica sin límites conocidos por el ser humano, y quizá no le apetezcan o acomoden intelectualmente; pero es lo que habrá disponible basado en su pedido.  Gracias.  

The Sincipitis Porcus 

El Loco