Ingeniería energética
Cuando el cielo impulsa la tecnología: un motor Stirling puede generar energía sin sol
Ingenieros estadounidenses logran extraer energía utilizando únicamente el gradiente térmico entre el suelo y el espacio exterior
El profesor Jeremy Munday ha desarrollado un motor experimental capaz de generar energía mecánica a partir de la diferencia de temperatura entre la Tierra y el espacio profundo cuando se coloca al aire libre durante la noche. / Mario Rodriguez for UC Davis College of Engineering.
Redacción T21
Madrid 18 NOV 2025
Un grupo de ingenieros estadounidenses ha logrado que el motor Stirling funcione durante la noche. Aprovecha la radiación térmica que escapa hacia el espacio para generar la energía suficiente para alimentar un ventilador o producir electricidad, abriendo nuevas posibilidades para la generación mecánica nocturna.
Ingenieros de la Universidad de California, Davis, han desarrollado un dispositivo capaz de generar energía mecánica durante la noche, utilizando el calor ambiental en la superficie terrestre y transfiriéndolo al frío del espacio exterior. El invento, ideado por Tristan J. Deppe y Jeremy N. Munday, ha sido publicado en la revista Science Advances.
El dispositivo está basado en un motor Stirling de baja diferencia de temperatura. Su funcionamiento aprovecha el fenómeno del enfriamiento radiativo: durante la noche, el calor de la superficie terrestre puede emitirse al cielo a través de la denominada ventana atmosférica infrarroja (de 8 a 13 micras), que permite una eficiente fuga térmica hacia el espacio. Este principio, ya usado en aplicaciones de refrigeración pasiva de edificios, se integra aquí en un sistema diseñado explícitamente para generar trabajo mecánico y, opcionalmente, electricidad, durante las horas nocturnas.
Datos clave de esta investigación
- Dispositivo activo durante la noche: El sistema consiste en un motor Stirling de baja diferencia de temperatura capaz de generar energía mecánica durante la noche, utilizando el calor de la superficie terrestre y transfiriéndolo al frío del espacio exterior.
- Principio de funcionamiento: Aprovecha el enfriamiento radiativo a través de la ventana atmosférica infrarroja (8 a 13 micras), que permite que una placa emisiva expuesta al cielo se enfríe respecto al suelo, generando un gradiente térmico que mueve el motor.
- Resultados de campo: En pruebas realizadas en Davis, California, el dispositivo mantiene diferencias de temperatura de unos 10 °C y genera hasta 400 mW/m² de potencia mecánica, con potencial de mejora hasta 6 W/m² con materiales y acoplamientos optimizados.
- Aplicaciones prácticas: El sistema puede sustituir el volante del motor por un ventilador para invernaderos y edificios, alcanzando velocidades de aire recomendadas por normativas de calidad ambiental sin necesidad de suministro eléctrico externo.
- Condiciones óptimas y potencial global: El rendimiento es superior en regiones áridas y de montaña con bajas humedades y cielos despejados. El análisis global sugiere aplicabilidad amplia, con especial interés como complemento nocturno para la energía solar y en infraestructuras sin acceso continuado a electricidad.
Permanente y silencioso
El montaje experimental consiste en acoplar una placa superior emisiva, recubierta de una pintura especial, con exposición directa al cielo, y una placa inferior en contacto térmico con el suelo. La diferencia de temperatura entre ambas, que ronda los 10 °C bajo cielos despejados, se mantiene de forma relativamente estable durante la noche y mueve el pistón del motor Stirling. Esta máquina, por su naturaleza, es capaz de operar de forma continua y silenciosa con gradientes térmicos modestos, sin necesidad de combustibles ni control activo.
A lo largo de un año de mediciones en campo, el dispositivo mostró que podía suministrar hasta 400 mW de potencia mecánica por metro cuadrado de placa emisiva, con potencial de alcanzar hasta 6 W/m² optimizando materiales y acoplamiento.
Los autores añadieron un generador eléctrico para extraer electricidad directa, aunque con baja eficiencia debido a pérdidas en el generador comercial utilizado. No obstante, la energía mecánica generada se plantea para aplicaciones concretas en las que no resulte imprescindible la conversión a electricidad.
Entre los usos propuestos, destaca la ventilación pasiva en invernaderos y edificios. Sustituyendo el volante del motor por un ventilador, el sistema genera velocidades de aire de hasta 0,3 m/s, suficientes según normativas internacionales para la circulación de CO₂ y el confort térmico en espacios cerrados. El mismo principio permitiría mantener niveles adecuados de ventilación nocturna en lugares donde no hay acceso a redes eléctricas: instalaciones agrícolas, zonas rurales, invernaderos o refugios.
La meteorología influye
Las mediciones de campo revelan que el rendimiento del sistema está condicionado por las condiciones meteorológicas: el gradiente térmico es mayor con cielos despejados y baja humedad, mientras que la nubosidad o el vapor de agua atenúan la fuga térmica al espacio y reducen la potencia disponible. Por ello, la máxima eficiencia se prevé en zonas áridas, de alta montaña o regiones con noches frías y despejadas.
El enfoque del equipo de Davis se sitúa como una alternativa o complemento a la energía solar, capaz de operar precisamente cuando la energía fotovoltaica es inútil: por la noche. Además, el sistema requiere materiales disponibles en el mercado y un diseño relativamente sencillo, lo que posibilita su escalabilidad y aplicabilidad inmediata en entornos reales, sin depender de materiales críticos o procesos industriales complejos.
Este avance representa una ampliación del mapa de tecnologías energéticas renovables, permitiendo aprovechar flujos energéticos naturales —como la radiación térmica hacia el cielo— que hasta ahora no se habían explotado para la generación directa de trabajo útil o electricidad.
El dispositivo, por tanto, podría integrarse en soluciones híbridas o adaptarse a sectores específicos que demandan funcionamiento pasivo y autonomía energética nocturna.
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Referencia
Mechanical power generation using Earth’s ambient radiation. Tristan J. Deppe and Jeremy N. Munday. Science Advances, 12 Nov 2025, Vol 11, Issue 46. DOI: 10.1126/sciadv.adw6833
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Fuente:
