06.04.2020 - Max-Planck-Institut für Polymerforschung

Aprovechando la lluvia para la energía hidroeléctrica

Las gotas de agua que caen o se deslizan sobre las superficies pueden dejar rastros de carga eléctrica, haciendo que las gotas se carguen por sí mismas. Los científicos del Instituto Max Planck para la Investigación de Polímeros (MPI-P) de Maguncia han comenzado ahora una investigación detallada de este fenómeno que nos acompaña en la vida cotidiana. Desarrollaron un método para cuantificar la generación de carga y además crearon un modelo teórico para ayudar a la comprensión. Según los científicos, el efecto observado podría ser una fuente de energía generada y un importante elemento para comprender la electricidad de fricción.

Las gotas de agua que se deslizan sobre superficies no conductoras se pueden encontrar en todas partes de nuestras vidas: Desde el goteo de una cafetera, a un enjuague en la ducha, a un paraguas en una tormenta. Cuando una gota se desliza sobre una superficie así, genera un rastro de carga. En consecuencia, la gota recoge la carga inversa. Aunque este fenómeno de carga parece omnipresente, se sabe poco sobre él.

Los científicos de la MPI-P han investigado ahora este efecto con más detalle. Para ello, deslizaron gotas una tras otra por una superficie inclinada de vidrio hidrofóbico. Midieron la carga recolectada dependiendo de la longitud de deslizamiento así como de la carga dejada por las gotas deslizantes anteriores. Crearon un modelo teórico que combina dos efectos opuestos: la rápida deposición de la carga por las sucesivas gotas, y la lenta descarga de la superficie detrás de las gotas.

"El modelo encaja perfectamente con nuestras observaciones experimentales", dice la Dra. Amy Stetten, que trabaja como Postdoc en el grupo de Profs. Stefan Weber y Hans-Jürgen Butt. Tomando su modelo recientemente desarrollado, los investigadores esperan entender los efectos físicos básicos como la electricidad por fricción, y también desarrollar superficies que mejoren este efecto para la generación de energía.

El efecto relacionado con la electricidad de fricción también se conoce mal. Sin embargo, podría ser que la carga del agua y la carga friccional estén relacionadas. Muchos de nosotros experimentamos esto cuando nos secamos el pelo. "Cuando dos pelos entran en contacto y se cargan, no son sólo los dos pelos, son los dos pelos con una capa de agua en medio. Algunos experimentos en la literatura muestran que si se baja a una humedad casi cero, ya no se ve la carga por fricción", dice Stetten.

Desde el punto de vista de la aplicación, el efecto podría utilizarse para generar pequeñas cantidades de energía donde no hay otra fuente disponible. Este podría ser el caso, por ejemplo, de pequeños sensores de baja potencia en entornos aislados y lluviosos.

Los investigadores continuarán el trabajo para comprender mejor cómo el material de la superficie, o propiedades como la rugosidad de la superficie, afectan a la separación de las cargas. Su objetivo es crear materiales que separen las cargas de manera más eficaz para que estas superficies puedan ser utilizadas en aplicaciones del mundo real.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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