Los primeros motores de aire caliente
A mediados del siglo XIX fueron apareciendo otras mquinas
trmicas, distintas a las mquinas de vapor, que formaron otra rama
tecnolgica: los llamados moto- res de aire caliente. Si bien estos
motores no llegaron a suponer una alternativa real a la mquina de
vapor, puede que gracias a ellos se produjese una mutacin en la
cadena evolutiva tcnica, que desemboc finalmente en los motores de
combustin interna.
Probablemente pueda considerarse a la mquina de Robert Stirling
como la pionera de esta saga. Robert Stirling (1790-1878) fue un
sacerdote escocs que a la edad de veintisis aos obtuvo una patente
(patente britnica GB 4 081 A D. 1816) sobre una Mquina de vapor y
ahorro de combustible.
10 Para ms informacin puede consultarse la pgina web del Museo
segn su direccin URL en el mes de mayo de 2004
http://www.americanhistory.si.edu/youmus/ex27road.htm.El objetivo
de este dispositivo era reducir el consumo de combustible en
hornos, destileras y otras factoras, gracias a la transmisin de
calor mediante un dispositivo llamado regenerador. El motor de
Stirling estaba basado en un ciclo cerrado de aire con combustin
externa, que constaba de un cilindro abierto en su base inferior,
en el que evolucionaban dos pis- tones. Uno de estos pistones,
encargado de desplazar al otro, estaba ubicado en la parte superior
del cilindro y tena un dimetro menor que el pistn inferior, ubicado
a cierta distancia del primero y encargado de proporcionarle
fuerza. El pistn superior estaba cubierto por el llamado
regenerador, que, bsicamente, era un envoltorio constituido por
capas superpuestas de fino hilo metlico, formando las diversas
capas consecutivas ngulos rectos entre s. La figura 24 representa
los dibujos de la patente britnica de la mquina de Stirling.
Figura 24. Dibujos de la patente britnica de Stirling de 1816
(TPOUK, Newport)
La idea bsica del ciclo consista en transferir calor de una
fuerte externa (un horno o similar) hacia la parte superior del
cilindro, siendo este calor absorbido por el aire que se encontraba
en el interior del cilindro (en su extremo superior) y sobre el
pistn encarga- do de desplazar, haciendo que este pistn empujase al
pistn de fuerza hasta alcanzar el punto muerto inferior. Al llegar
a ese punto, un volante de inercia impulsaba al pistn de fuerza
hacia un movimiento ascendente, lo que haca comprimir el aire
existente entre los dos pistones, consiguiendo as volver a las
condiciones iniciales y que se repitiese el ciclo. Un mayor anlisis
sobre la mquina de Stirling puede encontrarse, por ejemplo, en la
obra de Cummins (1989), pp. 17-23 o en la de Day (1980), pp.
232-240.
Parece que Stirling intent realizar un desarrollo posterior de
su dispositivo ayuda- do de su hermano menor, un ingeniero civil de
Edimburgo con reconocido prestigio; sin embargo, no hay constancia
de que consiguieran xitos en su empresa.
Cummins (1989), pp. 15-17, tambin cita otros ingenios anteriores
al de Stirling, como el motor de aire caliente de Sir George Cayley
(1773-1857). Aunque Cayley solicit la patente de su invencin en
1837, Cummins (1989), pp. 15-16, indica que existe una publicacin
de 1807 en la que Cayley ya propona su invencin. sta constaba de
una cmara de combustin (tipo horno) alimentada por carbn, a la que
se le insuflaba una carga de aire fresco, normalmente presurizado
mediante una bomba. El aire caliente se mezclaba con productos de
combustin y era conducido a un cilindro con mbolo donde se
expansionaba y produca trabajo; sin embargo, se presentaba una gran
problemtica con las cenizas de la combustin que llegaban al
cilindro y al pistn.
Cummins tambin seala que estas mquinas fueron comercializadas en
los Estados Unidos a principios de la dcada de 1860 por The Roper
Caloric Engine Company, y en Inglaterra en 1880 por la misma
compaa.
