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MADRID, 16 Abr. (EUROPA PRESS) –
Un grupo de científicos ha utilizado un fenómeno físico básico para producir electricidad con gotas similares a la lluvia que se desplazan por un tubo.
Cuando dos materiales se juntan, las partículas con carga en sus superficies experimentan un pequeño desplazamiento. De esta forma, al frotar un globo con la piel, se genera electricidad estática. De manera similar, el agua que fluye sobre ciertas superficies puede ganar o perder carga.
En un estudio publicado en ACS Central Science, demuestran un nuevo tipo de flujo que genera suficiente energía para encender 12 LED.
“El agua que cae por un tubo vertical genera una cantidad considerable de electricidad gracias a un patrón de flujo específico: el flujo de tapón”, comenta Siowling Soh, profesor de Ingeniería Química en la Universidad Nacional de Singapur y autor principal del estudio. “Este patrón de flujo de tapón podría permitir aprovechar la energía de la lluvia para producir electricidad limpia y renovable”.
Cuando el agua en movimiento impulsa una turbina, se genera electricidad. Sin embargo, la energía hidroeléctrica se limita a lugares con grandes volúmenes de agua, como los ríos. Para volúmenes de agua más pequeños y lentos, una alternativa es aprovechar la separación de cargas, un fenómeno que produce cargas eléctricas a medida que el agua se desplaza por un canal con una superficie interna que conduce la electricidad. No obstante, la separación de cargas es muy ineficiente porque se restringe a la superficie por donde se mueve el agua.
Previamente, los científicos han intentado mejorar su eficiencia creando más superficie disponible a través de canales a micro o nanoescala para un flujo continuo de agua. No obstante, el agua no fluye naturalmente por canales tan pequeños, y si se bombea, requiere más energía de la que se genera. Por ello, Soh, Chi Kit Ao y sus colegas querían producir electricidad usando canales más grandes por donde pudiera pasar el agua de lluvia.
El equipo diseñó un sistema simple en el que el agua fluía desde la base de una torre a través de una aguja metálica y arrojaba gotas del tamaño de la lluvia a la abertura de un tubo vertical de polímero de 32 centímetros de alto y 2 milímetros de ancho. La colisión frontal de las gotas en la parte superior del tubo provocaba un flujo de tapón: cortas columnas de agua intercaladas con bolsas de aire. A medida que el agua se desplazaba por el interior del tubo, las cargas eléctricas se separaban. El agua se recogía en un recipiente debajo del tubo. Los cables colocados en la parte superior del tubo y en el vaso captaban la electricidad.
MÁS DEL 10% DE LA ENERGÍA CONVERTIDA EN ELECTRICIDAD
El sistema de flujo de tapón transformó más del 10% de la energía del agua que caía por los tubos en electricidad. Y, en comparación con el agua que fluye en una corriente continua, el flujo de tapón produjo 5 órdenes de magnitud más de electricidad. Debido a que la velocidad de las gotas analizadas era mucho menor que la de la lluvia, los investigadores sugieren que el sistema podría emplearse para captar electricidad de la caída de gotas de lluvia.
En otro experimento, los investigadores notaron que el movimiento de agua a través de dos tubos, ya sea simultáneamente o de forma secuencial, generaba el doble de energía. Con esta información, canalizaron el agua a través de cuatro tubos, y la instalación alimentó 12 LED de forma continua durante 20 segundos. Los investigadores afirman que la energía de flujo de tapón podría ser más fácil de instalar y mantener que las centrales hidroeléctricas, y podría ser útil para espacios urbanos como los tejados.
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