En esta noticia
Un equipo de investigadores de la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nankín, en China, desarrolló un sistema capaz de transformar gotas de lluvia en electricidad mediante un dispositivo flotante que aprovecha la energía del impacto del agua.
El estudio, publicado en la revista National Science Review, presenta el W-DEG (Water-integrated Droplet Electricity Generator), un generador que utiliza el propio cuerpo de agua como parte fundamental de su estructura.
La investigación representa un avance significativo en la búsqueda de alternativas de energía renovable, especialmente porque el sistema prescinde de estructuras rígidas y metales pesados.
En su lugar, el dispositivo flota sobre la superficie de lagos, embalses o zonas costeras, reduciendo su peso en un 80% respecto a diseños metálicos convencionales y disminuyendo los costos a la mitad.
Cómo se convierte la lluvia en energía
El funcionamiento del W-DEG se basa en la conversión de energía cinética del agua al caer. Cuando una gota impacta sobre una película dieléctrica ubicada en la parte superior del dispositivo, la redistribución de cargas produce un pulso eléctrico. El agua misma actúa como soporte mecánico y electrodo inferior, eliminando la necesidad de materiales adicionales.
Tecnología que aprovecha las propiedades del agua
El diseño integra tres componentes principales:
- un electrodo superior
- una capa dieléctrica
- la masa de agua inferior que funciona como parte activa del sistema.
Los iones presentes en el agua actúan como portadores de carga, reforzando el rendimiento del generador y permitiendo que la energía se convierta en corriente eléctrica de forma estable.
Cada gota puede generar picos de voltaje cercanos a los 250 voltios, cifras comparables a las de generadores con base sólida tradicionales. Según el profesor Wanlin Guo, líder del equipo de investigación, “al permitir que el agua desempeñe funciones estructurales y eléctricas, se abre una vía diferente para la generación a partir de lluvia”.
El sistema incorpora microorificios de drenaje que evacuan el agua acumulada durante precipitaciones intensas, manteniendo despejada la película dieléctrica y evitando interferencias en la transmisión de carga. La tensión superficial del agua contribuye a sostener la estructura durante el impacto y favorece el esparcimiento uniforme de las gotas sobre la superficie.
Cómo se podrá aplicar el descubrimiento y aprovechar la energía del agua de lluvia
Las pruebas realizadas con un prototipo de 0,3 metros cuadrados demostraron capacidad para encender cincuenta luces LED simultáneamente y cargar pequeños capacitores en cuestión de minutos. El rendimiento se mantuvo estable bajo diferentes temperaturas y niveles de salinidad, incluso utilizando agua de lago con restos de bioincrustación.
El diseño flotante abre posibilidades de uso en zonas donde la instalación de equipos tradicionales resulta complicada, sin requerir suelo ni plataformas rígidas. La modularidad del sistema permite conectar múltiples unidades para incrementar la capacidad de recolección energética según las necesidades específicas de cada ubicación.
Entre las aplicaciones contempladas figuran:
- alimentación de sensores en entornos remotos
- sistemas de comunicación de baja potencia
- microiluminación en zonas con precipitaciones frecuentes
- medición de parámetros ambientales como salinidad, contaminación o calidad del agua.
El enfoque no busca reemplazar tecnologías eólicas o solares, sino funcionar como complemento en días lluviosos cuando la producción fotovoltaica disminuye.
Cuáles son los desafíos que faltan resolver
Los investigadores reconocen que existen desafíos pendientes, como la variabilidad del tamaño y velocidad de las gotas que puede afectar la estabilidad del rendimiento.
También señalan la necesidad de mejorar la durabilidad de las películas dieléctricas en entornos abiertos y desarrollar estrategias de almacenamiento que compensen la intermitencia asociada a las precipitaciones para optimizar el aprovechamiento de esta forma innovadora de energía renovable.