Cuando la lluvia ilumina: logran encender varias fuentes de luz con gotas de agua

Científicos han aprovechado un fenómeno físico elemental para generar electricidad a partir de gotas similares a la lluvia que se mueven por un tubo. Cuando dos materiales entran en contacto, las entidades cargadas en sus superficies reciben un ligero empujón. Así es como frotar un globo contra la piel crea electricidad estática. De igual manera, el agua que fluye sobre ciertas superficies puede ganar o perder carga.

En un estudio publicado en ACS Central Science demuestran un nuevo tipo de flujo que produce suficiente energía para encender 12 LED.

«El agua que cae por un tubo vertical genera una cantidad sustancial de electricidad mediante un patrón específico de flujo: el flujo de tapón», afirma Siowling Soh, profesor de Ingeniería Química en la Universidad Nacional de Singapur autor correspondiente del estudio. «Este patrón de flujo de tapón podría permitir aprovechar la energía de la lluvia para generar electricidad limpia y renovable».

Cuando el agua corriente mueve una turbina, genera electricidad. Sin embargo, la energía hidroeléctrica se limita a lugares con grandes volúmenes de agua, como los ríos. Para volúmenes de agua más pequeños y lentos, una alternativa es aprovechar la separación de cargas, un fenómeno que produce cargas eléctricas a medida que el agua se mueve por un canal con una superficie interna conductora de electricidad. Pero la separación de cargas es extremadamente ineficiente porque se limita a la superficie sobre la que se mueve el agua.

Anteriormente, los científicos han intentado mejorar su eficiencia creando más superficie disponible a través de canales a escala micro o nanométrica para un flujo continuo de agua. Sin embargo, el agua no pasa naturalmente por canales tan diminutos, y si se bombea, requiere más energía de la que se genera. Por ello, Soh, Chi Kit Ao y sus colegas querían producir electricidad utilizando canales más grandes por los que pudiera pasar el agua de lluvia.

El equipo diseñó un sistema sencillo en el que el agua fluía por la base de una torre a través de una aguja metálica y arrojaba gotas del tamaño de la lluvia a la abertura de un tubo vertical de polímero de 32 centímetros de alto y 2 milímetros de ancho. La colisión frontal de las gotas en la parte superior del tubo provocaba un flujo de tapón: cortas columnas de agua intercaladas con bolsas de aire. A medida que el agua fluía por el interior del tubo, las cargas eléctricas se separaban. El agua se recogía en un recipiente debajo del tubo. Los cables colocados en la parte superior del tubo y en el vaso captaban la electricidad.