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Miércoles, 28 septiembre 2011
Ingeniería

Trabajan en un disco Stirling para generar electricidad a partir de la energía solar con un bajo costo

Resurge, para generar electricidad a partir del sol, una tecnología de hace casi doscientos años. Complementada con nuevos avances técnicos, permitirá generar electricidad por medio de un motor y no por la aplicación de células solares. Este cambio de enfoque abre nuevas y fascinantes perspectivas. 

Aunque el proyecto se encuentra en la etapa de diseño del dispositivo, los científicos esperan crear un sistema que pueda ser aprovechado en lugares donde no sea viable utilizar otro tipo de energía.

Incentivados por la búsqueda de fuentes sustentables de energía, investigadores docentes del Instituto de Industria de la Universidad Nacional de General Sarmiento (UNGS), Argentina, trabajan en la construcción de un Disco Stirling, que permite aprovechar los rayos del sol. Aunque el proyecto se encuentra en la etapa de diseño del dispositivo, los científicos esperan crear un sistema de bajo costo que pueda ser aprovechado en lugares donde no sea viable utilizar otro tipo de energía.

Hace casi dos siglos, en 1816, el escocés Robert Stirling inventó y patentó un motor que funciona con la energía térmica liberada por alguna fuente de calor. El motor Stirling nació con la premisa de evitar los accidentes que causaban en las fábricas las máquinas de vapor. Este motor contó con gran aceptación hasta fines del siglo XIX y luego comenzó a ser olvidado. Sin embargo, en la actualidad ha resurgido un gran interés por parte de la comunidad científica para utilizar esta tecnología.

"Debido a la necesidad de la búsqueda de nuevas formas alternativas de energía y siendo el motor Stirling apto para el uso de cualquiera de ellas, es que resurge el interés en esta tecnología”, explica el ingeniero Gustavo Jiménez Placer, director del proyecto, e investigador docente de la UNGS. En el pasado se abandonó el desarrollo de este motor pues tiene la desventaja de funcionar sólo a bajas revoluciones y a velocidad constante y no resultaba competitivo frente a los motores de combustión interna.

El motor necesita de otro elemento para concentrar la energía solar, para ello se utiliza un disco espejado. El sistema completo, motor y disco, también fue bautizado con el nombre de Robert Stirling, el Disco Stirling.

En el prototipo de la Universidad se utilizará una antena satelital reciclada para proyectar la energía solar en el motor Stirling. La reforma y adaptación de esta antena fue realizada en un proyecto anterior de la UNGS dirigido por el investigador docente Daniel Zambrano, que también forma parte del proyecto Disco Stirling junto a los investigadores docentes Daniel Monferrán, Osvaldo Vitali y Jorge Graña.

¿Cómo funciona el dispositivo? La antena proyectará la energía térmica proveniente del sol en un lugar específico del motor, similar al serpentín de un calefón. Con el calor, el gas concentrado en el interior del motor se expandirá y empujará un pistón generando la energía mecánica, vinculada al movimiento. A su vez, esta energía será transformada por un generador acoplado al motor en el producto final: La energía eléctrica, que se almacenará en una batería a la espera de ser utilizada.

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Los investigadores de la universidad también trabajan en el diseño y desarrollo de un sensor que permita identificar la posición del Sol. Cada determinada cantidad de minutos, el disco se desplazará horizontal y verticalmente siguiendo la trayectoria solar. El trabajo del sensor será verificar que la posición del disco sea la correcta, y en el caso de que sea errónea corregirla, con el objetivo de aumentar la eficiencia del sistema.

La elección del gas que se utilizará dentro del motor también es importante debido a las características de cada uno de ellos. Los investigadores de la UNGS cuentan que estudiarán varios fluidos, entre ellos el oxígeno y el helio, para determinar con cuál de ellos se obtiene la mayor eficiencia posible.

La energía generada a partir del sistema Disco Stirling se encuentra vinculada al tamaño de la antena y del motor. Según comenta Zambrano, el prototipo de la UNGS generará 100 vatios, suficientes para hacer funcionar una computadora completa o dos lámparas de 50 vatios.

La utilización de la energía solar en las amplias regiones de Argentina en las cuales está disponible, hizo reflexionar al equipo de Jiménez Placer sobre la posibilidad de aprovechar esta energía a través de un concentrador y la de generar electricidad por medio de un motor y no por la aplicación de celdas (células) fotovoltaicas. Además, por tratarse de un motor, puede ser utilizado para otros fines como por ejemplo la extracción de agua.

Al igual que en la UNGS, en Argentina y en el mundo hay numerosos proyectos de instituciones públicas y privadas que estudian la eficiencia del sistema disco Stirling y su aplicación. A pesar de la diferencia de los proyectos en cuanto a magnitud, diseño o modelo, la mayoría de ellos han fijado su interés en esta tecnología de hace dos siglos con el objetivo de encontrar fuentes de energía alternativas. (Fuente: UNGS/DICYT)

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