Investigadores de Singapur han desarrollado una forma bastante sencilla de utilizar la caída de gotas de agua para generar electricidad.
Cabe señalar que los científicos realizaron la separación de cargas dirigiendo las gotas de agua a través de un tubo vertical estrecho para crear un «flujo de corcho» y pudieron recoger eficazmente las cargas eléctricas. La electricidad generada por las gotas de agua fue suficiente para alimentar 12 LED. El uso potencial de esta tecnología en tejados de zonas urbanas podría proporcionar una alternativa de bajo coste a las centrales hidroeléctricas.
Cuando dos materiales entran en contacto, las cargas de sus superficies pueden desplazarse, como ocurre con la electricidad estática. Del mismo modo, el agua que fluye sobre algunas superficies puede ganar o perder carga eléctrica.
«El agua que cae por una tubería vertical genera una cantidad significativa de electricidad utilizando un patrón específico de flujo de agua: el flujo de corcho Este modelo de flujo de corcho podría permitir cosechar la energía de la lluvia para generar electricidad limpia y renovable», — explica autor correspondiente del estudio Sowling Soh.
Una central hidroeléctrica convencional utiliza grandes volúmenes de agua para hacer girar las turbinas. Sin embargo, esto sólo es eficaz si hay grandes ríos cercanos con un caudal rápido. Los investigadores han intentado desarrollar una tecnología para caudales de agua más pequeños y mucho más lentos. La separación de cargas permite obtener electricidad del agua si fluye por un canal, revestido con una superficie conductora. Sin embargo, la desventaja es que las cargas se acumulan sólo en la superficie que toca el agua.
Para aumentar la eficacia, los desarrolladores intentaron utilizar canales a micro y nanoescala, pero eran tan pequeños que el agua no podía fluir libremente por ellos, y bombearla requeriría más energía de la que podría obtenerse de un sistema así. Los científicos desarrollaron un montaje bastante sencillo en el que el agua fluía desde la parte inferior de la torre a través de una aguja metálica, creando gotas de lluvia que caían en la abertura de un tubo vertical de polímero de 32 cm de alto y 2 mm de ancho. La colisión de las gotas en la parte superior del tubo creaba un flujo en sacacorchos. Columnas cortas de agua se alternaban con bolsas de aire. A medida que el agua fluía hacia la parte inferior del tubo, las cargas eléctricas se separaban A continuación, el agua se recogía en un vaso situado bajo el tubo, y unos cables colocados en la parte superior del tubo y en el vaso recogían la electricidad.
Según los desarrolladores, este sistema conseguía convertir en electricidad el 10% de la energía del agua que fluía por el tubo. Comparado con un flujo continuo de agua corriente, el flujo de corcho era 5 veces más eficiente.
Como las velocidades de las gotas probadas eran mucho menores que las de las gotas de lluvia, los investigadores sugieren que el sistema podría utilizarse para recolectar electricidad de la lluvia. Otro experimento permitió a los científicos asegurarse de que el flujo de agua a través de dos tubos simultánea o secuencialmente genera el doble de energía.
Los investigadores dirigieron el agua a través de cuatro tubos y la instalación alimentó continuamente 12 LED durante 20 segundos. Los investigadores afirman que la energía del flujo de corcho puede ser más fácil de instalar y mantener que las centrales hidroeléctricas, y puede ser conveniente para espacios urbanos como los tejados.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista ACS Central Science
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