De acuerdo con científicos de la Universidad de Buffalo en Nueva York, la investigación sobre las causas de la electricidad estática podría ayudar a crear fuentes de energía más sostenibles y duraderas para pequeños dispositivos electrónicos.

La electricidad estática es una de las formas más comunes, aunque poco comprendidas, de generación de energía.

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Diferentes aplicaciones

Un nuevo estudio sugiere que la causa de este fenómeno, también llamado efecto triboeléctrico, mayormente conocido por poner “los pelos de punta”, son pequeños cambios estructurales que ocurren en la superficie de los materiales cuando entran en contacto entre sí.

El entendimiento de la electricidad estática podría ayudar a crear fuentes de energía para pequeños alimentar dispositivos electrónicos.

Los expertos han sabido sobre el efecto triboeléctrico desde la antigüedad, pero las herramientas para entenderlo y aplicarlo, solo están disponibles recientemente debido a la llegada de la nanotecnología.

Aunque el mecanismo detallado de la triboelectrificación aún no se conoce bien, ha sido el núcleo de varias aplicaciones diferentes.

Al respecto, el doctor James Chen, profesor en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Buffalo y coautor del estudio, expresó:

“Casi todos han puesto el dedo en el pomo de una puerta o han visto que el cabello de un niño se “para” atraído por un globo. Para incorporar esta energía en nuestra electrónica, debemos entender mejor las fuerzas impulsoras detrás de ella”.

La idea que presenta el estudio responde directamente a este antiguo misterio y tiene el potencial de unificar la teoría existente. Los resultados numéricos son consistentes con las observaciones experimentales publicadas.

Una alternativa atractiva

La investigación es una mezcla de disciplinas, que incluye la mecánica de contactos, mecánica de sólidos, ciencia de materiales, ingeniería eléctrica y fabricación.

Estas imágenes muestran cómo las superficies de magnesia (bloque superior) y titanato de bario (bloque inferior) responden cuando entran en contacto entre sí.

Con modelos de computadora y experimentos físicos, el equipo de investigadores trabaja en el desarrollo de nanogeneradores triboeléctricos (TENG, por sus siglas en inglés), que serían capaces de controlar y recolectar electricidad estática.

Un TENG es capaz de convertir energía mecánica en energía eléctrica similar a otros dispositivos de recolección de energía, pero tiene una densidad de energía de alto volumen, lo que la convierte en una alternativa atractiva para utilizar energía mecánica desperdiciada.

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Los investigadores expresan que la fricción entre los dedos y la pantalla del teléfono inteligente, el frote entre la muñeca y el reloj, incluso la fricción entre los zapatos y el suelo, son importantes fuentes potenciales de energía que pueden ser aprovechadas.

En última instancia, los resultados de esta investigación pueden aumentar la seguridad económica y ayudar a la sociedad al reducir la necesidad de fuentes de poder convencionales.

Referencia: Atomistic Field Theory for contact electrification of dielectrics. Journal of Electrostatics, 2018. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2018.09.001

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