Un equipo de ingenieros de la Universidad de California en Davis ha recuperado tecnología patentada en 1816 por el reverendo escocés Robert Stirling que en su día trataba de constituirse como una alternativa más segura a las volátiles y peligrosas máquinas de vapor. Se trata de un motor capaz de generar trabajo mecánico durante la noche aprovechando la diferencia de temperatura entre el suelo (más cálido) y el cielo profundo (prácticamente a 3 K).
El trabajo, publicado en la revista Science Advances, describe un prototipo (una variante sencilla de motor Stirling) que, al apoyarse sobre una superficie radiativa, capaz de emitir radiaciones electromagnéticas, orientada al cielo nocturno, y produce energía continua en condiciones claras y secas.
Así se creo un motor que no necesita combustible ni electricidad
El experimento, realizado durante un año, arrojó una cifra ilustrativa: el sistema consiguió alrededor de 0,4 W/m² en noches despejadas, suficiente para accionar pequeños ventiladores o acoplarse a un motor eléctrico de baja potencia. Los investigadores probaron la instalación alimentando directamente un ventilador y, mediante acoplamiento a un generador, convirtieron parte de la energía mecánica en corriente eléctrica.
El motor logró mover aire a velocidades superiores a 0,3 m/s, unas cifras que, según los investigadores, permiten tanto la correcta circulación de CO₂ en invernaderos como mejorar el confort térmico nocturno en edificios residenciales.
El principio físico se basa en la refrigeración radiativa. Cualquier objeto emite radiación térmica; si su superficie ‘ve’ el cielo a través de la llamada ventana atmosférica (8–13 μm), puede ceder calor al frío del cosmos y enfriarse por debajo de la temperatura ambiente. Al aprovechar ese gradiente mediante un motor térmico, se obtiene trabajo útil sin quemar combustible ni depender de la luz solar.
Los autores señalan que, en un escenario óptimo, el diseño podría alcanzar hasta unos 6 W/m², siempre que se maximicen la emisividad del panel y el aprovechamiento del gradiente térmico. En las pruebas de campo se registró de forma habitual una diferencia superior a 10 °C entre la placa radiativa y el entorno, suficiente para sostener el funcionamiento del motor durante la mayor parte del año.
Su capacidad para producir energía en horas nocturnas lo convierte en un complemento interesante para renovables, especialmente en instalaciones que dependen casi por completo del sol. Puede proporcionar ventilación pasiva en invernaderos, favoreciendo el movimiento de CO₂ sin necesidad de electricidad externa, y también resulta útil en edificios residenciales para generar circulación de aire durante la noche sin activar sistemas activos de climatización.
A corto plazo, las implicaciones no están en la recarga de baterías ni en proporcionar tracción. La potencia por metro cuadrado es reducida: para generar cifras significativas haría falta una superficie radiativa enorme y condiciones climáticas favorables. Sin embargo, el potencial aparece en aplicaciones auxiliares y gestión térmica: ventilación de baterías en vehículo estacionado, mantenimiento pasivo de temperatura de electrónica sensible o reducción de la carga del climatizador cuando el vehículo está parado.
Estudios previos sobre cobertores y recubrimientos radiativos para automóviles han mostrado que esta tecnología puede bajar la temperatura interior y, por tanto, ahorrar energía en aire acondicionado.
Además, en el ecosistema de los vehículos eléctricos hay cada vez más interés por soluciones pasivas como recubrimientos, películas y pinturas, que reducen la demanda de climatización y aumentan la eficiencia neta en consumo energético. Investigaciones y pilotos industriales ya exploran films y pinturas radiantes para techos y lunas, con resultados prometedores en reducción térmica durante el día y, en condiciones nocturnas, apertura a nuevas funciones pasivas. Integrar superficies con capacidad radiativa en elementos del vehículo o en su plaza de aparcamiento podría, en el futuro, complementar la gestión térmica de las baterías y los sistemas auxiliares.
Las limitaciones del motor Stirling
Los autores y la bibliografía relacionada subrayan algunas de las limitaciones de esta tecnología. La generación depende fuertemente de la humedad atmosférica y de la nubosidad: noches húmedas o nubladas anulan la radiación hacia el espacio y desploman la producción. La densidad de potencia detectada por el prototipo es baja frente a demandas típicas de un vehículo; escalar la idea con eficacia económica y ambiental exige avances en materiales radiativos, integración y diseño. UC Davis ha registrado una solicitud provisional de patente y plantea que el siguiente paso es aumentar el rendimiento y la robustez del sistema.