Un grupo de investigadores internacionales, incluidos dos de origen español, ha descubierto que el hielo puede generar electricidad al ser deformado. Más allá de su uso común para enfriar, el hielo se revela como un material flexoeléctrico capaz de producir energía eléctrica.
En la última década, se ha profundizado en el estudio de los materiales piezoeléctricos, conocidos por generar electricidad bajo presión. Menos conocidos son los materiales flexoeléctricos, que pueden generar electricidad al doblarse de manera no uniforme y presentan un amplio abanico de posibles usos. Recientes investigaciones sobre la flexoelectricidad revelaron que nuestros huesos naturalmente poseen esta propiedad. No obstante, el descubrimiento de que el hielo también puede generar electricidad de esta forma es totalmente nuevo.
Este descubrimiento es importante por dos razones principales. Primero, por sus potenciales aplicaciones tecnológicas. Segundo, ayuda a comprender mejor la formación de rayos durante las tormentas eléctricas, un fenómeno que puede ser devastador y cuyo entendimiento es crucial para mitigarlo.
¿Cuál es la importancia de que el hielo genere electricidad?
La comunidad científica intensifica la búsqueda de fuentes alternativas de energía que sean menos contaminantes y más económicas que las actuales. El hielo, siendo un recurso natural renovable y abundante, juega un papel crucial en este contexto. Aunque no todo el agua del planeta está congelada, el hielo se encuentra en abundancia en glaciares y montañas, y es fácilmente producido en nuestros hogares. Aunque la investigación utilizó hielo a temperaturas mucho más bajas de las que se alcanzan en un congelador doméstico, sigue siendo un recurso más accesible y limpio que el petróleo.
Más allá de la flexoelectricidad
A temperaturas cercanas a 0 ºC, como las de un congelador doméstico, el hielo puede generar electricidad al deformarse. Pero los investigadores han explorado más allá, sometiendo el agua congelada a temperaturas mucho más bajas, específicamente hasta los -113 ºC. A estas temperaturas extremas, el hielo exhibe una propiedad llamada ferroelectricidad en su capa exterior, caracterizada por la presencia de dos polos eléctricos distintos sin la influencia de un campo eléctrico externo. La combinación de flexoelectricidad y ferroelectricidad otorga al hielo propiedades tecnológicas excepcionales.
¿Cuál es la relación de los rayos con todo esto?
Las nubes donde se originan los rayos están compuestas por numerosos pequeños cristales de hielo. Se ha teorizado que los rayos podrían formarse por impactos entre estos cristales. Si el hielo fuera piezoeléctrico, la presión ejercida por un cristal sobre otro sería suficiente. Sin embargo, no es así.
Por el contrario, cuando los cristales chocan, también pueden doblarse. Al conocer que el hielo es un material flexoeléctrico, este fenómeno tiene más sentido.
De hecho, los investigadores colocaron un bloque de hielo entre dos placas metálicas conectadas a un medidor de potencial eléctrico. Al doblar el hielo de manera similar a como podría suceder en las nubes, se generó un potencial eléctrico comparable al de un rayo.
Generar hielo es simple, por lo que producir electricidad con él también podría serlo. Este descubrimiento, aunque inicial, promete ser de gran relevancia futura y seguramente será objeto de más investigaciones.
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