INDICE GENERAL PAGINAS INDICE GENERAL 1 INTRODUCCIÓN 2 CAPITULO I EL PROBLEMA 1.1. Planteamiento del problema 3 1.2. Formulación del problema 3 1.3. Objetivos: General y Específicos 4 1.4. Justificación e importancia 4 CAPITULO II MARCO REFERENCIAL 2.1. Marco Teórico 5 2.2. Marco Conceptual 10 1
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INDICE GENERAL
PAGINAS
INDICE GENERAL 1
INTRODUCCIÓN 2
CAPITULO I
EL PROBLEMA
1.1. Planteamiento del problema 3
1.2. Formulación del problema 3
1.3. Objetivos: General y Específicos 4
1.4. Justificación e importancia 4
CAPITULO II
MARCO REFERENCIAL
2.1. Marco Teórico 5
2.2. Marco Conceptual 10
CAPITULO III
PROPUESTA 11
CONCLUSIONES 16
RECOMENDACIONES 16
BIBLIOGRAFIA 17
ANEXOS 18
INTRODUCCIÓN
1
El proyecto se basa en la posible implementación de pequeños autos ecológicos accionados
por el motor Stirling en parques nacionales y zonas protegidas.
Explicaremos también la historia del motor Stirling, su funcionamiento y los pasos para
armar un motor Stirling casero.
Realizaremos un prototipo de un auto pequeño accionado con este motor para comprobar si
es viable en el campo automotriz, y en caso de serlo, ver la manera de implementar dichos
autos en parques nacionales y zonas protegidas para facilitar la movilización en estos
lugares.
Para esto nos basamos en la fabricación del motor Stirling que viene a ser un motor
accionado por una fuente de calor externa, la cual producirá el movimiento de dicho motor
y por consecuencia también del auto pequeño.
Al realizar este prototipo nos daremos cuenta si el motor puede ser incluido en autos
pequeños con capacidad de 2 personas, y con ello cumplir nuestro principal objetivo que es
el de permitir la movilización en parque nacionales y zonas protegidas.
2
CAPITULO I
EL PROBLEMA
La aplicación del motor Stirling en pequeños autos facilitaría una rápida movilización en parques o zonas protegidas, al no utilizar estos autos como consecuencia tendríamos una movilización no rápida y con esto una pérdida de tiempo.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Las características principales del problema son que en las zonas protegidas no se puede utilizar ningún agente contaminante, la mayor parte del transporte dentro de estos lugares se utiliza animales o maquinas accionados por la fuerza del hombre.
Los efectos que produce son que el transporte por ciertos lugares sea dificultoso o tome demasiado tiempo, o volviéndolos inaccesibles para el ser humano. También debido a esto el turismo en estos lugares no se lo puede aumentar.
Las causas que originan nuestra investigación es que al analizar esta problemática encontramos en el motor Stirling una opción para contrarrestar esa situación, debido a que es un motor no contaminante y posee varios tipos de agentes combustibles.
En caso del problema, las personas que se encuentran en estos lugares no podrán tener un medio rápido y efectivo para trasladarse tanto dentro como fuera, viéndose de cierto modo reducido la posibilidad de recibir o acceder a servicios básicos como la atención medica en casos de emergencia.
La solución que se propone es mediante la aplicación de este tipo de motor poder brindar un sistema de transporte eficaz para las poblaciones, siendo este amigable con el medio ambiente.
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
¿Es posible el uso de automóviles pequeños accionados con motores Stirling en los Parques Nacionales y zonas protegidas en los próximos 5 años?
3
OBJETIVOS
General:
Construir, implementar y hacer funcionar el motor Stirling en un pequeño automóvil, realizando investigaciones en internet para comprender su mecanismo y conocer su funcionamiento, para introducirlos como medio de transporte en parques nacionales o zonas protegidas.
Específicos:
Construir a escala el motor Stirling. Explicar cómo funciona el motor Stirling. Construir un prototipo demostrando su aplicación en un auto.
JUSTIFICACIÓN DEL PROYECTO
En el presente proyecto se desarrollara una descripción del funcionamiento del motor Stirling que es muy impresionante ya que se observa como el calor hace que comience a funcionar, y este mecanismo se usa en los tractores a vapor, 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 (energía solar, térmica, todo tipo de combustibles, uso de la biomasa, energía geotérmica y otras más).
Esta versatilidad de fuentes lo hace una buena alternativa para aplicarlo en un automóvil, el cual podría ser usado en pequeños poblados en los cuales la obtención de gasolina u otro derivado del petróleo no sea tan accesible. Así mismo este tipo de automóvil accionado por motores Stirling se lo podría utilizar en zonas protegidas como reservas ecológicas o parques nacionales donde la protección ambiental es fundamental.
Al construir, explicar y analizar el funcionamiento de la maqueta del motor se comprenderá algunos principios físicos y químicos involucrados en el funcionamiento, que me permitirán asimilar conocimientos que nos servirán para mejorar la compresión de nuestros estudios.
CAPITULO II
4
MARCO TEÓRICO.
1Robert Stirling
Robert Stirling (1790-1878) fue pastor de la iglesia presbiteriana de Escocia y un
apasionado de la tecnología. Vivió la época del primer apogeo de la industrialización con
su insaciable necesidad de energía, satisfecha por miles de máquinas de vapor inventadas
por James Watt en 1776. Fue su compasión por las muchas víctimas de explosiones de las
calderas de vapor a presión que le llevó a desarrollar una máquina que produjera energía sin
alta presión. El 27 de septiembre de 1816, solicitó la patente para un motor de aire caliente
que luego perfeccionó de tal forma que, para el 1818, ya se utilizó en una mina de Ayrshire
como bomba de agua. Con su hermano, continuó mejorando su diseño hasta que alcanzó
una eficacia inaudita de 18%.Murió en junio de 1878 a los 87 años. A principios del siglo
XX estaban en uso en todo el mundo unos 250.000 motores Stirling: como ventiladores de
sobremesa, bombas de agua, o motores para pequeñas máquinas, suministrando energía
mecánica tanto para uso doméstico como para talleres. A medida que se hicieron más
populares los motores de combustión y los eléctricos, se fueron vendiendo menos los
motores Stirling.
Hoy, dado el medio ambiente y el aumento del coste de la energía, el silencioso y sencillo
motor Stirling resulta cada vez más atractivo. Las versiones modernas, incluso más
silenciosas, más eficientes, y menos sensibles a las vibraciones, son ecológicas y funcionan
con diversos tipos de energía, incluso solar.
2El motor Stirling es uno de los motores térmicos más eficientes que se conocen, fue el
último de varios intentos que el reverendo Dr. Robert Stirling hizo por simplificar el
funcionamiento de las peligrosas máquinas de vapor. El reverendo Stirling heredó la
curiosidad por los sistemas mecánicos de su padre que fue ingeniero y siempre le pareció
que era demasiado peligroso elevar la temperatura del agua para convertirla en vapor, luego
recolectarla y enfriarla para re-usarla por medio de sistemas complicados de bombeo que
no pocas veces habían producido accidentes fatales a muchas personas.
Consta de dos cilindros independientes, sin desplazador, con dos pistones desfasados 90º. Uno de los cilindros se calienta mediante mechero de gas o alcohol y el otro se enfría mediante aletas o agua.
Motores tipo beta
Es el motor original de Stirling. Consta de un cilindro con una zona caliente y otra fría. En el interior del cilindro está el desplazador. Los motores pequeños no suelen llevar regenerador, y existe una holgura de algunas décimas de milímetro entre el desplazador y el cilindro para permitir el paso del gas.
Motores tipo gamma
Está derivado del beta, pero más sencillo de construir. Consta de dos cilindros separados, en uno de los cuales se sitúa el desplazador y en el otro el pistón de potencia
Los parques nacionales y zonas protegidas son lugares en los que se pretende preservar la vida en su estado natural evitando la contaminación .
En estas zonas el principal objetivo es preservar la vida natural, y podemos observar que su movilización es dificultosa pues no se pueden usar los autos que se usan en las ciudades ya que estos serian muy contaminantes para dichos lugares.
Hablando de un auto ecológico hacemos referencia a que la contaminación sea la menor posible en el medio ambiente, ya que no existe una manera de hacerlo 100% ecológico debido a que es un motor estacionario y necesita una fuente de calor constante.
Al nombrar al auto como de turismo, hacemos referencia a un auto pequeño con capacidad máxima de 2 personas.
El motor Stirling inicia su funcionamiento a partir de la propagación del calor aplicándolo en la parte externa del mismo, y con esto genera movimiento.
Para dar más aportes a la investigación, realizamos una entrevista al Ing. Mecánico
Automotriz Eduardo Triviño con el fin de tener una opinión profesional sobre la posible
utilización de un motor Stirling en un auto pequeño.
Las opiniones y recomendaciones dadas por el ingeniero Triviño fueron las siguientes:
En el caso de los motores Stirling tenemos un pequeño problema que es la
regeneración de la energía externa del mismo.
Al hablar del motor Stirling necesitaríamos energía como por ejemplo un mechero o
una fuente eléctrica, etc.
Todas las fuentes de energía generan contaminación, por lo tanto el motor Stirling
no entraría mucho en el campo ecológico.
El motor Stirling no es tan utilizado, es bastante obviado en el tema automotriz.
La parte en la que es vehículos de energía limpia, podemos decir que en ninguno de
los parque ecológicos del Ecuador cuenta con vehículos de contaminación cero.
El motor Stirling en el campo automotriz puede ser viable, pero tenemos que tener
una idea de cómo hacerlo bien, encontrar una fuente de energía limpia y generar
mucha potencia.
Por ecológico el motor Stirling no es viable.
Nosotros en Ecuador tenemos la facilidad de estar en la zona térmica y tenemos
fuentes de energía que podemos utilizar. Por ejemplo utilizando las vertientes de
agua caliente podemos calentar la parte externa del motor, pero sería un motor
estacionario para generar energía limpia, y con esta generar energía para un tipo de
vehículo.
Al analizar las opiniones y recomendaciones dadas por el ingeniero Triviño podemos
afirmar que el motor Stirling no es viable en el campo automotriz pues es un motor
estacionario, y en el campo ecológico pueden existir maneras de que este motor genere
energía limpia.
Fotos:
Trabajo escrito:
18
Entrevista:
Encuestas:
19
Construcción:
Encuestas:
20
Tabulación
Instrucciones: Marque con una X en el recuadro según sus conocimientos.
Conoce o a escuchado hablar de un parque nacional o zonas protegidas? SI 90% NO 10%
Ha visitado algún parque nacional o zonas protegidas? SI 65% NO 35%
Cree que el uso de autos ecológicos sea beneficioso para el ambiente? SI 90% NO 10%
Conoce sobre pequeños autos ecológicos (máximo 2 personas)? SI 35% NO 65%
Cree usted que se debería implementar estos pequeños autos eclógicos en parques nacionales o zonas protegidas, para facilitar la movilización dentro de dichos lugares? SI 90% NO 10%
Conoce o ha escuchado hablar de pequeños autos ecológicos circulando y facilitando la movilización en parques nacionales o zonas protegías? SI 25% NO 75%
Conoce o ha escuchado hablar de alguna clase de motor que funcione a base de calor? SI 45% NO 55%
Ha escuchado hablar sobre el motor Stirling? SI 35% NO 65%
Tiene algún conocimiento sobre el motor Stirling? SI 30% NO 70%