Motor Revolucionario Utiliza el Frío del Espacio para Energía Nocturna
Científicos de la Universidad de California, Davis han desarrollado un motor innovador que genera energía mecánica aprovechando el frío extremo del espacio. El sistema innovador utiliza un motor Stirling modificado que funciona completamente de forma pasiva durante la noche sin fuente de energía externa, ofreciendo una forma sostenible de producir energía cuando los paneles solares están inactivos.
Cómo Funciona el Motor Impulsado por el Espacio
La parte superior del motor está cubierta con una pintura especial que emite radiación infrarroja directamente al espacio, donde la temperatura es de aproximadamente -270 grados Celsius. 'Nuestro sistema utiliza esencialmente el universo como su disipador de calor,' explica el profesor Jeremy Munday, investigador principal del proyecto. 'Al irradiar calor al espacio a través de la ventana atmosférica entre 8 y 13 micrómetros, creamos una diferencia de temperatura que impulsa el motor.'
Mientras tanto, la parte inferior del motor permanece caliente a través de una placa de aluminio enterrada a cinco centímetros de profundidad en el suelo que absorbe calor de la Tierra. Esta diferencia de temperatura de aproximadamente diez grados Celsius es suficiente para impulsar el ciclo del motor Stirling, donde el gas en un cilindro sellado se expande al calentarse, empuja un pistón hacia arriba, luego se enfría y se contrae en la parte superior, repitiendo el proceso continuamente.
Rendimiento y Resultados de Pruebas
Durante un año de pruebas en California, el prototipo generó consistentemente más de 400 milivatios de energía mecánica por metro cuadrado, con el volante girando a aproximadamente una revolución por segundo. 'El sistema funciona de manera más confiable durante noches claras y secas cuando la interferencia atmosférica es mínima,' señala Tristan Deppe, estudiante de doctorado y coautor del estudio publicado en Science Advances.
Aunque el rendimiento actual es modesto, los investigadores creen que la optimización puede aumentar la eficiencia a más de seis vatios por metro cuadrado. El motor también puede generar electricidad cuando se conecta a un pequeño dinamo, aunque esta conversión causa cierta pérdida de energía mecánica.
Aplicaciones Prácticas y Potencial Futuro
La tecnología demuestra valor práctico directo para aplicaciones agrícolas. Cuando los investigadores reemplazaron el volante con una paleta de ventilador, el sistema generó un flujo de aire de más de 0,3 metros por segundo—suficiente para circular dióxido de carbono en invernaderos y mejorar el crecimiento de las plantas. 'Esto podría revolucionar la ventilación nocturna en entornos agrícolas sin necesidad de energía de la red,' enfatiza Munday.
Con mayores diferencias de temperatura, el sistema podría proporcionar ventilación suficiente para edificios públicos como bibliotecas. El equipo de investigación ha identificado varias mejoras, incluyendo mejor aislamiento de la placa fría, transferencia de calor más eficiente al suelo y cilindros de motor más grandes para mejorar el rendimiento.
A medida que la tecnología de enfriamiento radiativo evoluciona hacia aplicaciones comerciales, este motor impulsado por el espacio representa un paso significativo en la innovación de energía sostenible. UC Davis ha solicitado una patente provisional para la tecnología, que eventualmente podría proporcionar energía limpia y continua para varias aplicaciones nocturnas en todo el mundo.