Un equipo internacional de investigadores, dos de ellos españoles, acaba de demostrar que el hielo tiene la capacidad de generar electricidad cuando se deforma. Es decir, no solo es útil para enfriar. Se trata de un material flexoeléctrico que también puede ayudarnos a obtener energía eléctrica.
En los últimos años se han estudiado mucho las propiedades de los materiales piezoeléctricos, que generan electricidad cuando se someten a presión. No son tan conocidos los flexoeléctricos, aunque se sabía de su existencia. Estos tienen la capacidad de generar electricidad cuando se pliegan de una forma heterogénea y pueden tener muchas aplicaciones. Se han hecho algunos hallazgos muy interesantes sobre la flexoelectricidad. Por ejemplo, que es una propiedad que poseen nuestros huesos de forma natural. Sin embargo, hasta ahora no se sabía que el hielo también podía generar electricidad de esta manera.
Es un hallazgo de gran relevancia por dos motivos. Por un lado, porque puede tener aplicaciones tecnológicas muy útiles. Y, por otro, porque sirve para entender mucho mejor cómo se forman los rayos en las tormentas eléctricas. Pueden ser devastadores, por lo que para combatirlos es importante entender bien cómo se originan.
¿Por qué es tan importante que el hielo pueda generar electricidad?
Cada vez hay más científicos dedicados a la búsqueda de fuentes alternativas de energía. La mayoría de métodos que se emplean hoy en día son contaminantes o caros. Lo ideal sería poder usar recursos naturales que sean renovables y abundantes y ahí el hielo tiene mucho que decir. Tres cuartas partes de nuestro planeta están compuestas por agua. No toda está congelada, por supuesto, pero el hielo es muy abundante en muchos lugares, desde los glaciares hasta las montañas. Además, todos tenemos máquinas de fabricar hielo en casa. Es cierto que el hielo que se ha usado para generar electricidad estaba a temperaturas muy inferiores a las que podemos alcanzar en un congelador doméstico. Pero, aun así, sigue siendo mucho más accesible y limpio que el petróleo.
No todo es flexoelectricidad
A temperaturas cercanas a los 0 ºC como las que podríamos tener en el congelador de casa el hielo ya puede generar electricidad al deformarse mecánicamente. Sin embargo, estos científicos han ido más allá, sometiendo el agua congelada a temperaturas mucho más bajas. De este modo han comprobado que, al llegar a los -113 ºC, también posee una nueva propiedad conocida como ferroelectricidad en su capa más externa. La ferroelectricidad se da cuando un material presenta dos polos diferenciados, sin necesidad de la acción de un campo eléctrico. El hecho de combinar flexoelectricidad y ferroelectricidad convierte al hielo en un material con propiedades tecnológicas de lo más interesantes.
¿Y qué tienen que ver los rayos en todo esto?
Las nubes en las que se forman los rayos de las tormentas eléctricas está compuestas por muchos cristalitos minúsculos de hielo. Siempre se ha teorizado que los rayos deben formarse por impactos entre estos cristales. ¿Pero cómo? Si el hielo fuese un material piezoeléctrico la presión que ejercen unos cristales sobre otros bastaría. Pero no es el caso.
En cambio, cuando los cristales se impactan entre sí también pueden provocar su plegamiento mecánico. Pueden doblarse. Al saber que el hielo es un material flexoeléctrico todo tiene sentido.
De hecho, estos científicos colocaron un bloque de hielo entre dos placas de metal conectadas a un medidor del potencial eléctrico. Cuando el hielo se sometió a dobleces como las que podrían producirse en las nubes, se produjo un potencial eléctrico comparable al de la formación de un rayo.
Obtener hielo es muy sencillo, por lo que generar electricidad con él también puede ser algo relativamente fácil. Este hallazgo deberá seguir investigándose, pero a buen seguro tiene mucho futuro por delante.
