MÁQUINAS DE MOVIMIENTO PERPETUO

Son las máquinas que una vez en movimiento, permanecen siempre así, sin la necesidad de utilizar combustible, estas máquinas también conocidas como mmp, además de funcionar en forma perpetua y sin recibir energía del exterior, produce un trabajo útil como, hacer girar una rueda. 

La posibilidad de encontrar una máquina que haga todo el trabajo y no consuma nada, que se apoye en el movimiento perpetuo similar al que podemos observar en el movimiento del Sol, la Luna y los planetas, los flujos de los mares, la corriente de los ríos; es una aspiración humana muy antigua. Desde la época griega y en la época medieval, ya se estaba intentando construir máquinas de este tipo.

Estas máquinas se dividen en las categorías: de primer especie y de segunda especie dependiendo de la ley de la termodinámica que intenten violar.

Es difícil establecer exactamente, cuándo, por quién y dónde fue propuesto el primer proyecto de máquinas perpetuas de primer especie.

Existen datos del matemático y astrónomo de la India Bhaskara Achariya (1114-1185) donde menciona las máquinas de movimiento perpetuo, su invento trataba de una rueda formada por rayos huecos llenos hasta la mitad de mercurio e inclinados, debido a esta inclinación, a la derecha de la rueda el mercurio se aleja del centro mientras que, a la izquierda, se acerca y así el lado izquierdo siempre sería más pesado. 

El registro en documentos de los primeros intentos de producir máquinas de este tipo remonta en la Edad Media, por ejemplo del libro de notas del ingeniero Villard de Honnecourt , en el cual se observa una rueda con un número de martillitos impar, así el peso de está será mayor por un lado que por el otro. En el caso dado a la izquierda se encontrarán cuatro martillitos, y a la derecha, tres. Por lo cual, el lado izquierdo de la rueda siempre era más pesado que el derecho de este modo, la rueda giraría constantemente.

Muchas maquinas perpetuas de la Edad Media se basan en una misma idea, que parte de D' Honnecourt: la creación de un desequilibrio constante de las fuerzas de gravedad sobre la rueda o algún otro dispositivo que se mueve constantemente como resultado de su acción. Este desequilibrio debe hacer girar la rueda del motor y con ayuda de él poner en funcionamiento una máquina que ejecuta trabajó útil.

El primer mpp magnético conocido fue la máquina de Magnete de Piérre de Mericourt (1269), que consiste de una rueda dentada y la fuerza motriz proviene de un imán colocado en el centro, Piérre decía que las fuerzas que obligan al imán a atraer el hierro, son similares a las que obligan a los cuerpos celestes a moverse por órbitas circulares alrededor del sol. Entonces si al imán se le daba la posibilidad de moverse por la circunferencia actuaria de forma similar a los cuerpos celestes.

Otra máquina perpetua magnética fue diseñada por Wilkins (1649). Esta consistía en un imán esférico, situado sobre una torreta, con dos canales inclinados, uno de ellos recto colocado más arriba, y el otro curvo, colocado más abajo. Se consideraba que una bola de hierro, colocada en el canal recto, rodaría hacia arriba atraída por el imán y delante del imán en el canal rector habría un agujero, la bola caería en esté y rodaría por el canal curvo, saliendo al canal recto y así se repetiría el ciclo.

Wilkins mas adelante describe que su propio invento no funcionaria, puesto que si la atracción del imán es lo suficientemente fuerte para atraer la bola hacia arriba, no lo dejaría caer, y si el imán era poco eficaz, no subiría la bola.

Los nuevos tipos de máquinas perpetuas magnéticas, que aparecieron, se basaban, en lo mismo que el primero, en la analogía entre la fuerza de la gravedad y la fuerza de atracción del imán.

En teoría estás maquinas producirían más energía de la que consumen, pudiendo funcionar eternamente una vez encendidos. Muchos de estos diseños utilizan imanes como fuente de energía libre, y asumen que no hay rozamiento. y aunque estos inventos no puedan funcionar eternamente, son a veces capaces de funcionar por sí mismos por largos períodos, siempre que no se les obligue a realizar ningún trabajo sobre su entorno.

Los móviles perpetuos de primera especie violan la primera ley de la termodinámica, también conocida como principio de conservación de la energía, esta ley permite definir el calor como la energía necesaria que debe intercambiar el sistema para compensar las diferencias entre trabajo y energía interna.La ecuación general de la conservación de la energía es:

Donde U es la energía interna del sistema (aislado), Q es la cantidad de calor aportado al sistema y W es el trabajo realizado por el sistema.

Cuando se confirmó el principio de conservación de la energía, convirtió las tentativas de crear una maquina perpetua de primera especie en una ocupación absolutamente inútil. Y, anqué la creación de una máquina perpetua continuaba, las ideas de los creadores cambiaron. Las nuevas variantes de estas máquinas nacen ya en concordancia completa con el primer principio de la termodinámica; de semejante motor sale tanta energía cuanta entra en él.

No obstante, a pesar da la concordancia con el primer principio de la termodinámica, estos motores siguen siendo típicos y conservan el síntoma fundamental, la imposibilidad absoluta de su realización.

Estos nuevos móviles perpetuos, pertenecen a las máquinas térmicas; ellas podrían funcionar perpetuamente, solamente violando las limitaciones impuestas por el segundo principio de la termodinámica, Por esta razón, fueron llamadas maquinas perpetuas de segunda especie, (mpp-2). Estas máquinas son menos ambiciosas que las máquinas anteriores, pues no pretende crear energía. Pero si permitirían, por ejemplo, que un barco tome del mar la energía que necesita para moverse, así, la máquina tomaría calor del agua del mar y lo transformaría completamente en trabajo útil: el movimiento de la hélice; por consecuente el único deshecho que produciría sería agua fría.  

Por otra parte también es difícil establecer cuándo fue propuesto el primer proyecto de móvil perpetuo de segunda especie, se sabe que esto ocurrió hace más de 100 años atrás.

En 1880, el primer inventor famoso en esta rama fue el profesor norteamericano Gemgi, que propuso el llamado motor cero construido por él y que debía funcionar, extrayendo calor, del medio ambiente equilibrado.

El segundo en proponer un motor, que funcionara con el calor del medio ambiente, también norteamericano, fue Tripler, una persona más conocida que Gemgi, por haber construido una instalación para licuar aire. La publicación sobre el motor de Tripler apareció por primera vez en 1899.

Estos dos inventos tienen una misma propiedad: los procesos en ellos deben transcurrir a temperaturas inferiores a las del medio ambiente. Precisamente aquí en el medio específico de bajas temperaturas, donde todo parecería ocurrir de manera diferente a cómo transcurre en la termotecnia tradicional, ambos inventores querían resolver el problema energético de un modo nuevo. Según el enunciado de Kelvin-Planck del segundo principio de la termodinámica: “Es imposible construir una máquina que, operando cíclicamente, produzca como único efecto la extracción de calor de un foco y la realización de una cantidad equivalente de trabajo”Al hablar de máquinas, se refieren a un dispositivo que funcione en forma cíclica, o sea, luego de un ciclo el sistema vuelve a su situación inicial.  Una máquina térmica tiene una zona caliente, donde se quema el combustible, por ejemplo el pistón del motor de un auto, y una zona fría donde se desperdicia parte de calor (el radiador).  En esté siempre se desperdicia parte de la energía térmica que se genera en la combustión, y el trabajo útil, que hace que el auto se mueva, será menor que la cantidad de energía consumida.  

Una posibilidad de que suceda lo contrario es, si el radiador está lo más frío posible, entonces toda la energía térmica se podría transformar en trabajo útil, y la eficiencia sería igual a 1. Lo más frío posible es: 273oC bajo cero, esta temperatura también es llamada cero absoluto.

Para ese entonces la temperatura más baja que se había alcanzado fue por Faraday en 1840 y está era de -110°C, pero en 1877 Kayete y Pieles consiguieron una temperatura de -180°C y en los años 90 K. Olishevski logró rebajar la frontera récord de temperaturas bajas hasta -200... 230 °C, y, por fin, D. Dewar licuó hidrógeno a-253 °C.

Sin embargo, la tercera ley de la termodinámica, dice que no se puede alcanzar el cero absoluto. Un objeto puede estar muy frío, pero su temperatura nunca puede ser igual al cero absoluto, aunque pueda acercarse mucho.

Los diseños continuaron por muchos años, en 1635 en Gran Bretaña se dio la primer patente para una máquina de movimiento perpetuo, sin embargo actualmente algunos países no revisan solicitudes de patente de máquinas perpetuas, pues hasta el momento no se ha encontrado ninguna que funcione y se ha llegado al principio de que tales maquinas no pueden existir sin violar las leyes de la termodinámica. Sin embargo, la fascinación por estas máquinas parece no tener fin.

CONCLUSIÓN

Para finalizar, puedo decir que las máquinas de movimiento perpetuo, serían aparatos extraordinarios, capaces de mantenerse en funcionamiento sin ningún aporte de energía, han sido un sueño durante mucho tiempo, y lo seguirán siendo hasta que se demuestre que las leyes de la termodinámica y otros conocimientos de física son erróneos.  A pesar de que estas máquinas no pueden existir, la aspiración por crearlas a dejado grandes conocimientos a la humanidad, como las leyes de la termodinámica, además de que ha puesto en prueba el intelecto y la creatividad de muchos investigadores e inventores, por otro lado, son una herramienta muy interesante para fomentar la curiosidad y aprender física mientras se intenta comprender porque todos estos inventos fallan. Es indiscutible porque las máquinas de primera especie no funcionaban, pues todos los distintos modelos se basaban en el principio de “generar algo de la nada” algo que no es posible, según el principio de la primera ley de la termodinámica “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”. Pero a pesar la enorme lista de fracasos no se ha impedido que nuevos diseños sigan apareciendo, después de todo, lo único que le gusta más a los físicos después de un experimento que funciona, es un experimento que no funciona.

Como es posible apreciar en el funcionamiento de estas máquinas, la termodinámica y las leyes que ha está la rigen, están presentes en todos los sistemas que responden a los cambios en su entorno. Y se aplican en varias ramas de la ciencia y de la ingeniería, tales como motores, cambios de fase, reacciones químicas, y fenómenos de transporte.

BIBLIOGRAFÍA

Móvil perpetua antes y ahora, V. M. Brodianski, Editorial Mir. Rubiños, 1860.¿Una maquina de movimiento perpetuo?,Laura Viana Castillon/Carlos Viallareal Lujan,UNAM,2006.