Obtienen energía mecánica en el suelo gracias al frío del cielo nocturno

Unos ingenieros han ideado, fabricado y demostrado un dispositivo que puede generar energía mecánica por la noche conectando el calor al nivel del suelo con el frío de las gélidas profundidades del espacio.

El logro es obra de Jeremy Munday y Tristan Deppe, de la Universidad de California en Davis, Estados Unidos.

Al singular aparato creado por estos científicos se le puede catalogar como motor Stirling. A grandes rasgos, los motores Stirling generan energía mecánica a partir de una diferencia de temperatura. Hay máquinas de otras clases que también generan energía a partir de una diferencia de temperatura entre dos zonas, pero necesitan que esa diferencia sea muy grande, lo que, a efectos prácticos, implica disponer de una fuente de calor elevado. En cambio, un motor Stirling puede funcionar a partir de una diferencia modesta de temperatura, como la que existe entre una taza de café caliente y su entorno.

Un motor Stirling suele estar conectado directamente a una fuente de calor en un lado y a un ambiente más fresco en el otro. Colocarlo, por ejemplo, sobre una mesa dentro de una habitación, no hará que genere energía porque ambas caras de la mesa tienen la misma temperatura. Siguiendo con este ejemplo, una forma de generar una diferencia de temperatura sería calentar una cara de la mesa.

Munday y Deppe se plantearon si, en vez de calentar una cara del dispositivo, se podía usarla tal cual conectándola a un medio ya de por sí más frío. Y ciertamente en todas las regiones del mundo hay durante la noche local un medio más frío que la superficie de la Tierra: el espacio.

Aunque el espacio está lejos, el componente ubicado en la superficie terrestre no necesita tocar el espacio físicamente; basta con que interactúe con él mediante la transferencia de calor por radiación

La idea de Deppe y Munday fue tomar un motor Stirling simple (esencialmente un pistón accionando un volante), instalarlo en un panel que actúa como un emisor radiante de calor y colocar el conjunto en el suelo al aire libre por la noche. El suelo actuaría como el lado caliente del sistema y el panel emisor aportaría frío del espacio mediante la pérdida del calor que irradia hacia él. Así lo hicieron y el resultado ha sido el esperado.

Jeremy Munday sosteniendo un prototipo de pruebas del nuevo aparato. Este puede generar energía mecánica a partir de la diferencia de temperatura entre la superficie de la Tierra y el espacio profundo cuando es colocado en el suelo al aire libre durante la noche. (Foto: Mario Rodriguez / UC Davis)

Un año de experimentos nocturnos ha permitido al equipo demostrar que el nuevo dispositivo puede generar al menos 400 milivatios de potencia mecánica por metro cuadrado. Los investigadores utilizaron el dispositivo para accionar directamente las aspas de un ventilador y también lo acoplaron a un pequeño motor eléctrico para generar corriente a partir del movimiento.

Los experimentos demuestran que es posible generar cantidades útiles de energía a partir del cielo nocturno. El potencial es mayor en zonas con baja humedad y cielos nocturnos generalmente despejados.

Munday y Deppe exponen los detalles técnicos de su simple pero asombrosa máquina en la revista académica Science Advances, bajo el título “Mechanical power generation using Earth’s ambient radiation”. (Fuente: NCYT de Amazings)