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El m\u00e9todo es tan simple que parece una locura que nadie lo hubiera pensado antes: dejar caer agua a trav\u00e9s de un tubo estrecho de escala milim\u00e9trica en tapones cortos y discretos: columnas de agua separadas por aire. El resultado es un m\u00e9todo de generaci\u00f3n de energ\u00eda que supera una de las barreras m\u00e1s persistentes de la electroqu\u00edmica y potencialmente abre las puertas a una nueva forma de producir electricidad limpia y continua a partir de la lluvia.<\/p>\n\n\n\n
La ciencia detr\u00e1s de esta generaci\u00f3n de energ\u00eda se basa en la misma f\u00edsica que permite que un globo se adhiera al cabello. Cuando dos materiales entran en contacto, sus superficies intercambian cargas el\u00e9ctricas, un fen\u00f3meno conocido como electrificaci\u00f3n por contacto. Por eso tambi\u00e9n cruje al frotar un globo contra el brazo. Cuando el agua se desliza sobre ciertos materiales, se produce un intercambio de cargas similar.<\/p>\n\n\n\n
Soh y sus colegas construyeron un sencillo tubo de pl\u00e1stico de 32 cent\u00edmetros de alto y tan solo 2 mil\u00edmetros de ancho. En la parte superior, lanzaron diminutas gotas de agua \u2014del tama\u00f1o y la velocidad de la lluvia\u2014 directamente a la abertura a trav\u00e9s de una aguja met\u00e1lica.<\/p>\n\n\n\n En lugar de formar una corriente continua, las gotas se alinearon como perlas: cortas columnas de agua separadas por bolsas de aire. Este movimiento r\u00edtmico, llamado flujo tap\u00f3n, cre\u00f3 las condiciones ideales para la separaci\u00f3n de cargas dentro del tubo.<\/p>\n\n\n\n La superficie interior del tubo contribu\u00eda a acumular cargas opuestas al pasar cada tap\u00f3n de agua. Los cables en la parte superior e inferior recog\u00edan la electricidad resultante. Los investigadores lo denominaron una especie de “bater\u00eda de lluvia”.<\/p>\n\n\n\n En una versi\u00f3n ampliada del experimento, el equipo aliment\u00f3 agua a trav\u00e9s de cuatro tubos en paralelo. El sistema encendi\u00f3 12 luces LED durante 20 segundos.<\/p>\n\n\n\n Puede que no suene especialmente impresionante, pero la practicidad est\u00e1 ah\u00ed. La instalaci\u00f3n no requiri\u00f3 una infraestructura enorme ni un r\u00edo caudaloso. Solo necesit\u00f3 gravedad y un goteo constante, algo f\u00e1cilmente disponible desde los tejados o en climas lluviosos.<\/p>\n\n\n\n Los investigadores visualizan un futuro en el que los sistemas de energ\u00eda de flujo continuo podr\u00edan complementar el suministro el\u00e9ctrico urbano, especialmente en regiones donde la energ\u00eda hidroel\u00e9ctrica convencional no es viable. \u00abPodr\u00eda ser conveniente para espacios urbanos como los tejados\u00bb, escriben.<\/p>\n\n\n\n No es ning\u00fan secreto para los f\u00edsicos que la electricidad puede surgir cuando el agua toca una superficie s\u00f3lida. La interfaz entre un l\u00edquido y un s\u00f3lido separa espont\u00e1neamente las cargas: los iones negativos se adhieren a la pared, mientras que los positivos fluyen cerca. Este proceso crea lo que se denomina una doble capa el\u00e9ctrica.<\/p>\n\n\n\n Pero hay un inconveniente. La regi\u00f3n donde esto ocurre \u2014la llamada longitud de Debye\u2014<\/a> es extremadamente peque\u00f1a, del orden de unos pocos nan\u00f3metros a micras. Esto limita considerablemente la cantidad de carga que se puede recolectar, especialmente en canales m\u00e1s anchos, como tuber\u00edas o flujos naturales. Como resultado, los dispositivos de “corriente de flujo” que dependen de esta interfaz suelen producir una potencia insignificante. La eficiencia se vuelve pr\u00e1cticamente nula m\u00e1s all\u00e1 de las 10 micras para usos pr\u00e1cticos.<\/p>\n\n\n\n Por eso los resultados del equipo son tan inesperados. Demostraron que cuando el agua fluye no de forma continua, sino en peque\u00f1as part\u00edculas separadas por aire, puede superar por completo la limitaci\u00f3n de Debye. Su configuraci\u00f3n, con tubos de tan solo 2 mil\u00edmetros de di\u00e1metro y 32 cent\u00edmetros de largo, logr\u00f3 eficiencias de conversi\u00f3n energ\u00e9tica superiores al 10% y densidades de potencia de alrededor de 100 vatios por metro cuadrado. Esto no solo es mejor que los enfoques de transmisi\u00f3n actuales anteriores, sino que es cinco \u00f3rdenes de magnitud mejor.<\/p>\n\n\n\n Las presas hidroel\u00e9ctricas tradicionales dependen de grandes vol\u00famenes de agua y de una ingenier\u00eda costosa. Si bien son eficientes, est\u00e1n limitadas geogr\u00e1ficamente: solo funcionan donde se puede recolectar y almacenar agua a granel.<\/p>\n\n\n\n Este nuevo sistema lo evita por completo. En lugar de turbinas rotatorias, obtiene electricidad del propio movimiento del agua, no de su fuerza. Forma parte de un campo en expansi\u00f3n conocido como nanogeneraci\u00f3n triboel\u00e9ctrica, donde los cient\u00edficos estudian c\u00f3mo los materiales pueden generar energ\u00eda a partir de la fricci\u00f3n, la flexi\u00f3n o (en este caso) de gotas.<\/p>\n\n\n\n Hasta ahora, la mayor\u00eda de los intentos de estos m\u00e9todos presentaban dificultades de escalabilidad y eficiencia. El equipo de Soh parece haber superado esa barrera con una soluci\u00f3n simple y elegante: dejar que el agua caiga de forma natural, al ritmo adecuado.<\/p>\n\n\n\n El equipo prob\u00f3 su sistema en diversas condiciones: agua del grifo, agua salada, agua caliente, agua fr\u00eda… todo funcion\u00f3. Ampliaron la escala utilizando varios tubos y descubrieron que la potencia de salida aumentaba linealmente.<\/p>\n\n\n\n Quiz\u00e1s lo m\u00e1s atractivo es que los investigadores descubrieron que su sistema puede alimentarse de la lluvia natural. Dado que las gotas de lluvia tienen una velocidad terminal mayor que el caudal utilizado en el laboratorio, la lluvia real podr\u00eda generar a\u00fan m\u00e1s energ\u00eda.<\/p>\n\n\n\n Tambi\u00e9n ayuda a explicar antiguos misterios de la electricidad atmosf\u00e9rica, como\u00a0el efecto Lenard<\/a>, donde el aire cerca de cascadas o olas rompientes se carga negativamente. El equipo sugiere que los flujos de tap\u00f3n naturales (salpicaduras, gotitas, roc\u00edo) podr\u00edan desempe\u00f1ar un papel clave.<\/p>\n\n\n\n Por supuesto, a\u00fan queda mucho por probar. Ser\u00e1 necesario explorar la durabilidad en condiciones reales, la integraci\u00f3n en sistemas existentes y el rendimiento a largo plazo en condiciones clim\u00e1ticas variables.<\/p>\n\n\n\n \u201cLa lluvia es abundante y gratuita\u201d, dijo Soh. \u201cSolo necesitamos encontrar mejores maneras de aprovecharla\u201d.<\/p>\n\n\n\n Los hallazgos aparecieron en la revista\u00a0ACS Central Science<\/a>.<\/p>\n\n\n\n Fuente: ZME Science<\/a>.<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" El agua goteaba y las luces parpadeaban. En un nuevo estudio, investigadores de Singapur describen una forma de convertir el agua que cae en electricidad usando nada m\u00e1s que gotas, un tubo pl\u00e1stico estrecho y un patr\u00f3n de flujo sorprendente llamado \u201cflujo de tap\u00f3n\u201d. 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Un l\u00edmite centenario, roto<\/h2>\n\n\n\n
Ni exactamente hidroel\u00e9ctrica, ni exactamente solar<\/h2>\n\n\n\n