Plástico que convierte las gotas de lluvia en electricidad

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Sistema prototipo para cosechar electricidad a partir de gotas de lluvia

El sonido de las gotas de lluvia al caer sobre un panel de plástico podría ser una nueva fuente de energía gracias a un trabajo realizado por investigadores de la Comisión de Energía Atómica de Francia (CEA) en Grenoble.

Aunque los humanos han intentado cosechar el poder de la lluvia durante miles de años, la energía normalmente se extrae del agua de lluvia cuando fluye ladera abajo en forma de corriente de un río. Ahora, Jean-Jacques Chaillout y sus colegas han creado un panel que convierte el impacto de la caída de las gotas de lluvia directamente en electricidad.

Su dispositivo usa un plástico llamado fluoruro de polivinilideno (PVDF) que vibra cuando es golpeado por las gotas de lluvia. El PVDF es piezoeléctrico, lo que significa que parte de la energía vibratoria es convertida en electricidad. Tales dispositivos podrían dar energía a sensores remotos y otros dispositivos electrónicos, afirman los investigadores.

Energías de impacto

El equipo estudió distintos tipos de lluvia y encontró que la llovizna producía gotitas de un milímetro de ancho con una energía de impacto de aproximadamente 2 µJ, mientras que un chaparrón implicaba que las gotas eran de aproximadamente 5 mm de diámetro y producían una energía de impacto 500 veces mayor.

Chaillout y sus colegas usaron entonces simulaciones por ordenador para estimar cuánta de esta energía podría recuperarse como electricidad cuando las gotas de lluvia caen sobre PVDF, el cual se eligió debido a que es fácil de moldear en forma de paneles resistentes y no contiene materiales tóxicos (Smart Mater. Struct. 17 015038).

Aunque la física de cómo una gota de lluvia interactúa con una superficie no se conoce completamente, las simulaciones permitieron al equipo estimar qué configuraciones de PVDF eran mejores para cosechar la energía de un amplio rango de tamaños de gotas.

El equipo colocaron un dispositivo basado en una banda de 10 cm de PVDF y sólo 25µm de grosor, el cual entonces construyeron y probaron (Smart Mater. Struct. 17 015039). Se incrustaron electrodos en la banda para recuperar la energía eléctrica generada y el dispositivo fue colocado bajo una pipeta que podía ajustarse para crear gotas de agua de distintos tamaños a velocidades reales de lluvia.

Chaillout y sus colegas descubrieron que las gotas de lluvia lentas generaron la mayor cantidad de energía eléctrica, dado que las gotas más rápidas a menudo perdían parte de la energía al salpicar. Dependiendo del tamaño de la gota, el sistema de cosechado pudo generar entre 1 µW de energía continua para las menores y hasta 12 mW para las gotas mayores.

Aunque esta salida es diminuta comparada con otros sistema de recolecta como los paneles solares, que puede proporcionar cientos de vatios, la energía de la lluvia puede proporcionar una buena alternativa en entornos exteriores lluviosos donde la energía solar es difícil de explotar — y, por supuesto, funciona en la oscuridad.

Un fascinante uso de esta energía es alimentar a sensores remotos dentro de las torres de enfriamiento de las centrales energéticas convencionales. Estos cosecharían la energía de las gotas que se forman por condensación del vapor que sube, y podrían rastrear los depósitos de cal dentro de la torre, mejorando la eficiencia de la central de energía.

El equipo planea crear tales sensores de cal y también trabajan en formas de almacenar la energía eléctrica generada, de tal forma que puedan proporcionar una corriente estable para uso práctico.


Autor: Amarendra Swarup
Fecha Original: 29 de enero de 2008
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