Cómo obtener electricidad de las gotas de lluvia
Producir electricidad aprovechando la energía mecánica de las gotas de lluvia posibilita el desarrollo de paneles solares que funcionan cuando llueve
Dependiendo de su tamaño las gotas de lluvia caen a velocidades de entre 15 y 30 km/h. Ese tamaño varía entre unas décimas de milímetro y unos pocos milímetros y, aunque su masa es muy pequeña la energía mecánica que se libera cuando una gota de lluvia golpea una superficie sólida puede aprovecharse para producir electricidad.
Partiendo de esa premisa hace tiempo un grupo de investigadores del Georgia Institute of Technology desarrollaron una superficie de vidrio que era capaz de producir electricidad al ser golpeado por la lluvia, o al deformarse ligeramente debido a la presión del aire.
Su aplicación más evidente son los parabrisas de los coches, aunque también podría servir como recubrimiento para paneles solares. Esto permitiría obtener energía, electricidad, de los paneles solares también cuando llueve, incluso de noche.
El vidrio desarrollado por los investigadores del Georgia Institute of Technology se basa en el efecto triboeléctrico por el cual se produce una corriente eléctrica cuando dos materiales entran en contacto. En este desarrollo el vidrio está formado por dos capas: una capa para captar la energía cinética de las gotas de lluvia cuando la golpean y otra para aprovechar la resistencia al aire o captar la fuerza del viento.
«Para la primera capa los investigadores desarrollaron generadores nanométricos que aprovechan la carga positiva que las gotas de lluvia obtienen por el rozamiento con el aire en su descenso desde las nubes y hasta que golpean en el parabrisas del coche. La segunda capa consta de dos láminas de plástico cargadas que se mantienen separadas entre sí. Cuando el vehículo acelera la presión del aire junta ambas capas, creando una corriente eléctrica,» explican los investigadores.
Un pequeño avance con un futuro prometedor
Los nuevos materiales como el grafeno posibilitan la conversión de las gotas de agua en electricidad aprovechando la carga positiva del agua de lluvia, que no es agua pura: «Las gotas de lluvia contienen sales que se dividen en iones positivos y negativos,» explican en IEEE Spectrum. «Los electrones del grafeno pueden atraer los iones cargados positivamente, como el sodio, el calcio y el amonio. El resultado: capas separadas de iones positivos y negativos que actúan como un condensador para almacenar energía.»
Cualquiera de los desarrollos en este sentido producen por ahora una cantidad de electricidad limitada, unos 130 milivatios por metro cuadrado de vidrio. Esto es algo más de lo que consume un móvil en reposo. Pero es un avance hacia el desarrollo de paneles fotovoltaicos efectivos en diferentes condiciones meteorológicas.
Los investigadores creen que este tipo de desarrollos podrán utilizarse para hacer funcionar, por ejemplo, sensores y dispositivos conectados de tipo IoT (‘Internet of Things’) y están buscando formas de almacenar localmente la electricidad obtenida de este modo, por ejemplo con supercondensadores transparentes incorporados en el vidrio, explican en Phys Org.
