Emisiones infrarrojas de la Tierra, ¿una nueva fuente de energía renovable?

Cuando el Sol se pone en un desierto, y la opción de obtener electricidad a partir de paneles solares desaparece, no parece que haya irradiación alguna que aprovechar hasta que vuelva a salir el Sol. Sin embargo, sí puede haber una fuente, que hasta ahora no se había tenido en cuenta, y los medios técnicos necesarios para explotarla podría estar ya en nuestro horizonte tecnológico. Unos físicos de la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) de la Universidad de Harvard en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, han propuesto un dispositivo para capturar energía de las emisiones infrarrojas de la Tierra hacia el espacio exterior.
Calentado por el Sol, nuestro planeta está caliente en comparación con el vacío helado situado más allá. Gracias a avances tecnológicos recientes, ese desequilibrio de calor podría ser pronto transformado en corriente eléctrica continua, aprovechando esta enorme fuente de energía sin explotar.

El concepto teórico subyacente en el aprovechamiento de esta nueva fuente de energía es un tanto exótico. ¿Cómo generar corriente eléctrica continua emitiendo luz infrarroja hacia el espacio, o sea hacia un sitio en general más frío? Generar energía emitiendo, no absorbiendo luz, suena raro, tal como admite Federico Capasso, del equipo de investigación. “Estamos hablando de usar la física a escala nanométrica para una aplicación totalmente nueva”.

Capasso es un experto reconocido mundialmente en física de semiconductores, fotónica y electrónica de estado sólido. Él coinventó el láser infrarrojo de cascada cuántica in 1994, y demostró un escurridizo fenómeno electrodinámico cuántico definible como fuerza de Casimir repulsiva. La franja del infrarrojo medio ha sido una porción del espectro electromagnético pasada por alto en muchos aspectos, tal como subraya Capasso. Lo que él y sus colaboradores proponen es similar en algunos rasgos a un panel solar fotovoltaico, pero en vez de capturar la luz visible que llega a él, el dispositivo generará energía eléctrica liberando luz infrarroja.

“No resulta obvio cuánta energía se podría generar de esta forma, o si valdría la pena hacerlo, hasta que uno se sienta y hace los cálculos”, admite Capasso. Entonces resulta que la energía es modesta pero real.

El equipo de Capasso, Steven J. Byrnes y Romain Blanchard, ha sugerido dos tipos diferentes de cosechadores de energía emisiva: uno que es análogo a un generador de energía térmica solar, y otro que es análogo a una célula fotovoltaica. Ambos funcionarían a la inversa.

El primer tipo de dispositivo consiste en una placa “caliente” a la temperatura de la Tierra y el aire, con una placa “fría” encima de ella. La placa fría, orientada hacia arriba, se fabricaría en materiales de muy alta emisión que enfrían a base de radiar calor al cielo de forma muy eficiente. Basándose en mediciones de emisiones infrarrojas en Lamont, un pueblo de Oklahoma, Estados Unidos, tomado como ejemplo de referencia, los investigadores calcularon que la diferencia de calor entre las placas podría generar unos pocos vatios por metro cuadrado.

El segundo dispositivo propuesto se basa en diferencias de temperatura entre componentes electrónicos de tamaño nanométrico (diodos y antenas).

Fuente: Amazings.com