El espacio profundo puede brindarnos fuentes de energía que están ocultas como la materia oscura, que podrían servir como combustible para las naves espaciales del futuro. Pero antes de que lleguemos a esa etapa, hay un nuevo motor experimental que sugiere que ya es posible usar el espacio profundo como potencial fuente de energía, aunque sea a pequeña escala y muy probablemente, no para viajes interestelares.
De hecho, no es tan ambicioso el propósito del nuevo motor que se describe en un trabajo publicado el 12 de noviembre en Science Advances. Sin embargo, señala un paso importante hacia adelante. Por ahora su propósito principal es ventilar invernaderos y otros edificios. El motor Stirling es un dispositivo simple que convierte las diferencias de calor en energía mecánica.
Lo que hace especial a este motor en particular es que usa las profundidades del espacio para refrescar. La parte “cálida” es el calor natural de la Tierra en tanto que la parte “fría” es “muy, muy fría pero también muy lejana: el espacio profundo”, explicaron en declaraciones dos ingenieros del equipo de la Universidad de California, Davis.
“En realidad no necesita tocar el espacio físicamente. Puede interactuar con el espacio de forma de radiación”, añadió el autor principal del estudio Jeremy Munday.
¿Cómo es que funciona?
Primero hay que considerar cómo funcionan los motores Stirling. A diferencia de muchos otros, los Stirling son sorprendentemente eficientes cuando “existen pequeñas diferencias de temperatura, como la que hay entre una taza de café caliente y su entorno”, explicó Munday. La clave está en asegurar que la parte cálida y la fría del motor estén claramente separadas, añadió.
Para crear el nuevo motor solo hubo que hacer una simple modificación. Munday y el coautor y estudiante de postgrado Tristan Deppe construyeron un simple panel que sirviera como antena de radiación de calor. Luego ubicaron un motor Stirling de los que se venden sobre la antena cuadrada, que era apenas más grande que una laptop.
La cara que daba al suelo estaba conectada a la tierra con un pie de aluminio para asegurar que absorbiera calor de la superficie de la Tierra, según indica el trabajo. Y la cara que daba al cielo nocturno, por otra parte, estaba recubierta con un tipo de pintura especial que le permitía captar la radiación infrarroja del espacio profundo y el sol.
“Es diferente a cualquier otra tecnología porque muchos motores trabajan con diferencias de temperatura, pero en general, las cosas están cerca. Nosotros tenemos la Tierra cálida que está cerca, pero el frío del espacio está muy, muy lejos. El avance fue que aunque ambas cosas están tan separadas y alejadas, con la radiación podemos acoplarlas”, explicó Munday en el video de presentación.
Motor diminuto y potencia cósmica
A lo largo de un año Munday y Deppe apartaron un terreno para probar su dispositivo fuera del laboratorio, y hallaron que después del atardecer, su aparato creaba una diferencia de temperatura de unos 10 °C a ambos lados de su antena cuadrada.
Era suficiente gradiente de calor como para generar al menos 400 milivatios de potencia mecánica por metro cuadrado, energía que basta para hacer funcionar un ventilador y un pequeño motor eléctrico, según indica el trabajo.
En el caso de los investigadores, el experimento más prometedor fue el que llevaron a cabo dentro de un pequeño invernadero. Reemplazaron la rueda volante del motor con el aspa de un ventilador, y monitorearon si eso permitía ventilar un invernadero por la noche. Para su sorpresa, el ventilador creó un flujo de aire que bastó para regular la temperatura del invernadero. Como este es su primer prototipo, con más mejoras y escalando la tecnología “se podría ofrecer un método completamente pasivo de asegurar aire saludable en lugares públicos y promover el crecimiento de las plantas al regular la humedad y los niveles de CO2 en invernaderos”, señalan los investigadores.
La UC Davis presentó una patente provisoria para este diseño, según indica el comunicado.
