Logran generar electricidad a partir de gotas de lluvia con este sistema flotante

Un equipo de investigadores de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nankín, en China, ha desarrollado un generador hidrovoltaico flotante capaz de transformar la energía de las gotas de lluvia en electricidad.

Esta innovación podría redefinir la generación de energía renovable en regiones con alta pluviosidad y limitaciones de espacio terrestre, al aprovechar el agua tanto como soporte físico como componente eléctrico, lo que distingue a este sistema de los convencionales y abre nuevas posibilidades para el uso sostenible de los recursos hídricos.

El dispositivo, denominado generador hidrovoltaico integrado en agua (W-DEG), se basa en una estructura ligera y de bajo costo que flota sobre lagos, embalses o zonas costeras. A diferencia de los generadores tradicionales, que requieren una base rígida y electrodos metálicos, el W-DEG utiliza el propio cuerpo de agua como sustrato y electrodo inferior.

Cuando una gota de lluvia impacta sobre la película dieléctrica flotante, la incomprensibilidad y la alta tensión superficial del agua proporcionan la resistencia mecánica necesaria para soportar el golpe, permitiendo que la gota se extienda de manera eficiente. Al mismo tiempo, los iones presentes en el agua actúan como portadores de carga, facilitando la generación de electricidad de forma estable y eficiente.

Según el profesor Wanlin Guo, líder del equipo de investigación, esta estrategia representa un cambio de paradigma: “Al permitir que el agua desempeñe tanto funciones estructurales como eléctricas, hemos desbloqueado una nueva vía para la generación de electricidad a partir de gotas de lluvia, que es ligera, rentable y escalable”.

El diseño reduce el peso de los materiales en aproximadamente un 80% y disminuye los costos casi a la mitad en comparación con los sistemas convencionales, sin sacrificar el rendimiento eléctrico, ya que el voltaje generado por cada gota ronda los 250 voltios, una cifra equiparable a la de los dispositivos terrestres con electrodos metálicos.

Entre las ventajas más notables del sistema flotante destaca su capacidad para operar sin necesidad de metales ni estructuras rígidas, lo que elimina la dependencia de materiales pesados y costosos. Además, su flotabilidad permite instalarlo en cuerpos de agua sin ocupar terreno, una característica especialmente valiosa en regiones densamente pobladas o con limitaciones de espacio.

El equipo de investigación subrayó que, a diferencia de muchos dispositivos energéticos que se degradan en ambientes hostiles, el generador flotante mantuvo un funcionamiento estable gracias a la inercia química de su capa dieléctrica y la resistencia de su estructura basada en agua.

Las pruebas de laboratorio confirmaron la durabilidad del sistema bajo condiciones ambientales adversas, incluyendo variaciones de temperatura, altos niveles de salinidad y presencia de contaminantes biológicos en el agua de lago.

Para evitar la acumulación de agua que podría obstaculizar la generación de energía, los investigadores incorporaron microorificios de drenaje que permiten el flujo descendente del agua, manteniendo la superficie despejada para el impacto de las gotas. Este mecanismo autorregulador garantiza un rendimiento constante incluso durante lluvias intensas.

En cuanto a la escalabilidad y aplicaciones prácticas, el equipo presentó un prototipo integrado de 0,3 metros cuadrados, el mayor de su tipo hasta la fecha, capaz de alimentar simultáneamente 50 diodos emisores de luz (LEDs).

Asimismo, el sistema puede cargar capacitores en cuestión de minutos, lo que demuestra su potencial para suministrar energía a dispositivos electrónicos de baja potencia. Entre los posibles usos futuros se contempla su despliegue en lagos, embalses y zonas costeras para la obtención de energía renovable sin ocupar tierra firme, así como su integración en sistemas de monitoreo ambiental para el seguimiento de la calidad del agua, la salinidad y la contaminación.

En regiones con lluvias frecuentes, el generador podría servir como fuente de energía distribuida para apoyar redes eléctricas locales o alimentar sistemas aislados de la red. El profesor Guo destacó que “esto abre la puerta a sistemas hidrovoltaicos sin uso de suelo que pueden complementar otras tecnologías renovables como la solar y la eólica”.

La demostración de un prototipo duradero, eficiente y escalable representa un avance importante hacia la aplicación práctica de esta tecnología, que podría desempeñar un papel relevante en la transición hacia fuentes de energía más limpias y sostenibles.