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ACS Central Science
Cuando dos materiales hacen contacto, las cargas en sus superficies reciben un peque帽o empuj贸n. As铆 es como el frotamiento de un globo sobre la piel genera electricidad est谩tica. Del mismo modo, el agua que fluye sobre algunas superficies puede ganar o perder carga. Ahora, investigadores que publican un art铆culo en ACS Central Science han aprovechado este fen贸meno para generar electricidad a partir de gotas similares a las de la lluvia que se desplazan por un tubo. Con ello demuestran un nuevo tipo de flujo que genera energ铆a suficiente para encender 12 LED.
鈥淓l agua que cae por un tubo vertical genera una cantidad considerable de electricidad utilizando un patr贸n espec铆fico de flujo de agua: el flujo tap贸n鈥�, afirma Siowling Soh, autor correspondiente del estudio. 鈥淓ste patr贸n de flujo tap贸n podr铆a permitir el aprovechamiento de la energ铆a de la lluvia para generar electricidad limpia y renovable鈥�.
Cuando el agua que fluye mueve una turbina, genera electricidad. Sin embargo, la hidroelectricidad est谩 limitada a lugares con grandes vol煤menes de agua, como los r铆os. Para vol煤menes de agua m谩s peque帽os y lentos, una alternativa es aprovechar la separaci贸n de cargas, un fen贸meno que produce cargas el茅ctricas cuando el agua se desplaza por un canal con una superficie interior conductora de la electricidad. Pero la separaci贸n de cargas es sumamente ineficaz porque se limita a la superficie sobre la que se desplaza el agua. En el pasado, los cient铆ficos han intentado mejorar la eficacia haciendo que haya m谩s superficie disponible por canales a micro o nanoescala para que circule una corriente continua de agua. No obstante, el agua no pasa de forma natural por canales tan diminutos y, si se bombea, requiere m谩s energ铆a que la que se genera. Por eso, Soh, Chi Kit Ao y sus colegas quer铆an producir electricidad utilizando canales m谩s grandes por los que pudiera pasar el agua de lluvia.
El equipo dise帽贸 un esquema simple por el que el agua sal铆a por la parte inferior de una torre a trav茅s de una aguja met谩lica y arrojaba gotas del tama帽o de gotas de lluvia a la abertura de un tubo vertical de pol铆mero de 12 pulgadas (32 cent铆metros) de alto y 2 mil铆metros de ancho. El choque frontal de las gotas en la parte superior del tubo provocaba un flujo tap贸n: columnas cortas de agua intercaladas con bolsas de aire. A medida que el agua flu铆a por el interior del tubo, las cargas el茅ctricas se separaban. Luego, el agua se recog铆a en un recipiente situado debajo del tubo. Los cables colocados en la parte superior del tubo y en la taza recog铆an la electricidad.
El sistema de flujo tap贸n convirti贸 en electricidad m谩s del 10聽% de la energ铆a del agua que cay贸 por los tubos. Y en comparaci贸n con el agua que fluye en una corriente continua, el flujo tap贸n produjo 5 贸rdenes de magnitud m谩s de electricidad. Dado que la velocidad de las gotas era muy inferior a la de la lluvia, los investigadores sugieren que el sistema podr铆a utilizarse para obtener electricidad de las gotas de lluvia.
En otro experimento, los investigadores observaron que mover el agua por dos tubos, de forma simult谩nea o secuencial, generaba el doble de energ铆a. Con esta informaci贸n, condujeron el agua por cuatro tubos y el sistema aliment贸 12 LED de forma continua durante 20 segundos. Los investigadores afirman que la energ铆a de flujo tap贸n podr铆a ser m谩s f谩cil de instalar y mantener que las centrales hidroel茅ctricas, y podr铆a ser pr谩ctica para espacios urbanos como los tejados.
Los autores agradecen la financiaci贸n del Ministerio de Educaci贸n de Singapur, la Agencia de Ciencia, Tecnolog铆a e Investigaci贸n y el Instituto de Innovaci贸n y Tecnolog铆a Sanitarias de la Universidad Nacional de Singapur.
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