Un motor Stirling genera energía mecánica aprovechando el calor de la Tierra

Ingenieros de la Universidad de California, Davis, inventaron un dispositivo capaz de generar energía mecánica durante la noche al vincular el calor natural que nos rodea con las frías profundidades del espacio. Esta invención podría ser utilizada, por ejemplo, para ventilar invernaderos u otros edificios. El trabajo fue descrito el 12 de noviembre en Science Advances.

El dispositivo es un tipo de máquina conocida como motor Stirling. A diferencia de otros motores, como los de combustión interna que generan energía a partir de un gran gradiente térmico, el motor Stirling puede funcionar con una pequeña diferencia de temperatura, como la que existe entre una taza de café caliente y su entorno.

El profesor Jeremy Munday, de ingeniería eléctrica y computación en UC Davis y coautor del artículo, explicó: "Estos motores son muy eficientes cuando solo existen pequeñas diferencias de temperatura, mientras que otros tipos de motores funcionan mejor con diferencias térmicas más grandes y pueden producir más energía".

Normalmente, un motor Stirling está conectado directamente a una fuente de calor por un lado y a un ambiente más frío por el otro. Sin embargo, Munday y el estudiante de posgrado Tristan Deppe se preguntaron si podrían conectar el lado frío a algo muy, muy frío, pero también muy lejano: el espacio profundo.

"No tiene que tocar el espacio físicamente, solo puede interactuar radiativamente con él", comentó Munday. Es similar a estar afuera en una noche fría y despejada: tu cabeza comenzará a sentir frío rápidamente a medida que el calor se irradia hacia afuera.

La idea de Deppe y Munday fue tomar un motor Stirling simple (esencialmente un pistón que impulsa un volante), colocarlo en un panel que actúa como una antena radiadora de calor y situar todo en el suelo al aire libre durante la noche. El suelo actúa como el lado caliente del motor y la antena canaliza el frío del espacio.

Un año de experimentos nocturnos demostró que el pequeño dispositivo puede generar al menos 400 milivatios de energía mecánica por metro cuadrado. Los investigadores utilizaron el dispositivo experimentalmente para alimentar directamente un ventilador y también lo acoplaron a un pequeño motor eléctrico para generar corriente.

Los experimentos mostraron que es posible generar cantidades útiles de energía a partir del cielo nocturno. El potencial es mayor en áreas donde la humedad es baja y los cielos nocturnos suelen estar despejados, indicó Munday. Este principio podría ser utilizado, por ejemplo, para ventilar invernaderos o edificios residenciales.

UC Davis ha presentado una patente provisional relacionada con este trabajo.