Energía, un tesoro en las gotas de agua

La imagen de las gotas de lluvia deslizándose sobre el cristal de una ventana puede ser bella y poética, pero también encierra un gran potencial tecnológico. El movimiento del agua sobre las superficies genera más carga eléctrica de la que se creía y este fenómeno puede ser útil en el desarrollo de nuevos combustibles y fuentes de energía

EFE Reportajes

Observar desde el interior acogedor de nuestro hogar o de un restaurante o bar cómo se deslizan por fuera las gotas de lluvia sobre el cristal de la ventana, dando saltitos tras detenerse y acumularse en algún punto, puede ser un espectáculo agradable, que invita a la introspección y al sosiego.

Ahora, un equipo de investigadores de las universidades RMIT y de Melbourne, ambas en Australia, ha descubierto que este movimiento de salto y deslizamiento del agua sobre una superficie, genera una carga eléctrica hasta 10 veces mayor de lo que se creía hasta ahora, y puede tener aplicaciones prácticas e innovadoras en el ámbito de la energía y los transportes.

El equipo, dirigido por los doctores Joe Berry y Peter Sherrell y la profesora Amanda Ellis, observó que cuando una gota de agua se atasca en un pequeño bulto o punto áspero, su fuerza aumenta hasta que salta o se desliza más allá del obstáculo, creando una carga eléctrica irreversible que no se había informado antes.

Esta nueva comprensión del movimiento de salto y deslizamiento del agua sobre una superficie, allana el camino para diseñar superficies con electrificación controlada, informa la Universidad RMIT.

Añaden que este fenómeno tiene posibles aplicaciones tecnológicas, que van desde mejorar la seguridad en los sistemas de almacenamiento de combustible hasta impulsar el almacenamiento de energía y las tasas de carga.

Tecnología prometedora para manipular combustibles

“Este descubrimiento ha abierto algunas oportunidades apasionantes y estamos muy interesados ​​en desarrollar formas de llevarlas a aplicaciones prácticas”, señala el doctor Sherrell, investigador de Química Aplicada y Ciencias Ambientales en RMIT, en una entrevista con EFE.

Una de las dos grandes áreas donde Sherrell anticipa que este fenómeno puede tener aplicaciones prácticas es la manipulación segura de combustibles líquidos nuevos y emergentes, como el hidrógeno líquido o el amoníaco líquido.

En este sentido, Sherrell explica que la industria del transporte tiene un excelente historial en materia de seguridad en la manipulación de gasolina y diésel y destaca que este descubrimiento podría ayudar a que se mantenga tan segura como hasta ahora, cuando nos alejemos de los combustibles fósiles líquidos y comencemos a utilizar otros nuevos.

En segundo lugar: “Si conseguimos aprovechar esta carga eléctrica a medida que una superficie pasa de estar seca a estar húmeda, este descubrimiento fundamental podría permitirnos desarrollar baterías de nueva generación más rápidas y mejores que la actuales”, señala Sherrell.

Este científico se refiere a nuevas baterías basadas en sodio o zinc, en lugar de las baterías de litio actuales con las que todos estamos familiarizados.

Sin dejar de lado su entusiasmo, Sherrell explica que todavía faltan algunos años de investigación para que este emocionante descubrimiento pase del laboratorio a convertirse en aplicaciones que contribuyan a hacer del mundo un lugar más seguro y mejor.

“Gotas de lluvia que al caer”… ¡generan electricidad!

“La mayoría de la gente observa que el agua de lluvia gotea por una ventana o el parabrisas de un automóvil de manera aleatoria, pero no son conscientes de que este movimiento genera una pequeña cantidad de carga eléctrica”, dijo Sherrell, cuya investigación en la Escuela de Ciencias del RMIT se especializa en capturar y utilizar la energía del medio ambiente. 

“Anteriormente, los científicos entendían que este fenómeno ocurría cuando el líquido abandonaba una superficie, que pasaba de estar húmeda a estar seca”, según este investigador.

 “En este trabajo hemos demostrado que se puede crear una carga eléctrica cuando el líquido entra en contacto por primera vez con la superficie, la cual pasa de seca a húmeda, y que esta carga es 10 veces más fuerte que la carga de húmedo a seco”, destaca. 

Sherrell destaca que esta carga no desaparece y que si bien la investigación de RMIT no determinó con exactitud dónde reside, muestra claramente que se genera en la interfaz (punto de contacto entre el agua y la superficie donde ésta se desliza) y probablemente se retiene en la gota a medida que se desplaza sobre dicha superficie.

Reduciendo el riesgo de las cargas eléctricas

El doctor Berry explica por su parte, que una descarga eléctrica dentro de un contenedor de combustible con líquidos inflamables podría ser peligrosa, por lo que la acumulación de electricidad en una superficie sólida debe descargarse de manera segura después de que un líquido se haya movido.

“Es importante comprender cómo y por qué se genera la carga eléctrica durante el flujo de líquidos sobre superficies a medida que comenzamos a adoptar los nuevos combustibles inflamables renovables”, puntualiza Berry, experto en dinámica de fluidos del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Melbourne.

Actualmente, con los combustibles existentes, la acumulación de carga eléctrica se reduce restringiendo el flujo del líquido, utilizando aditivos u otras medidas, lo cual podría no ser efectivo en los combustibles más nuevos. Este conocimiento podría ayudarnos a diseñar recubrimientos que mitiguen la carga en los nuevos combustibles, añade.

Los investigadores australianos midieron la carga eléctrica y las áreas de contacto creadas por las gotas de agua al extenderse y contraerse sobre una placa plana de teflón simulando efectivamente el movimiento de las gotas sobre la superficie.

El teflón (politetrafluoroetileno o PTFE) es un tipo de plástico comúnmente utilizado en tuberías y otros materiales de manipulación de fluidos, pero que no conduce electricidad, lo que significa que la carga generada no se puede eliminar de forma segura ni fácil, según RMIT.

La cantidad de electricidad generada en este fenómeno puede parecer insignificante, pero este descubrimiento podría conducir a innovaciones que puedan mejorar o inhibir la carga creada en las interacciones líquido-superficie en una variedad de aplicaciones del mundo real, concluyen.