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Los científicos han convertido un simple juguete infantil conocido como el «pájaro bebedor» en una herramienta capaz de generar cantidades útiles de electricidad.
Este generador podría ser utilizado en el futuro para alimentar una amplia variedad de dispositivos electrónicos pequeños, tanto en interiores como en exteriores.
¿Cómo funciona el «pájaro bebedor» sin modificar?
El cuerpo del pájaro bebedor está sellado al vacío y consta de dos bóvedas de vidrio unidas por un tubo, una formando la cabeza y la otra la cola. La bóveda de la cabeza incorpora un pico sobresaliente y está cubierta con una tela absorbente, mientras que la bóveda de la cola está desnuda.
El cuerpo está montado sobre un conjunto de patas de plástico que sirven como balancín, y está lleno de un compuesto químico volátil llamado cloruro de metileno. Parte de este químico está en estado líquido y parte en estado gaseoso. Se coloca un vaso de agua delante del juguete, a una altura que permite que el pico del pájaro se sumerja en el líquido.
El usuario comienza empujando la cabeza hacia el vaso, permitiendo que su cubierta de tela absorba agua a través del pico. Una vez que se suelta la cabeza, el cuerpo vuelve a una orientación vertical gracias al peso del cloruro de metileno líquido en la cola.
A medida que el agua se evapora de la tela, produce un efecto de enfriamiento dentro de la bóveda de la cabeza. Esto hace que el vapor de cloruro de metileno en la cabeza se condense en líquido, que luego baja hacia la cola. Debido a que la presión en la parte inferior del cuerpo es ahora mayor que en la cabeza, el líquido de cloruro de metileno es forzado a subir por el tubo y volver a la cabeza.
Como resultado, el centro de equilibrio del juguete se desplaza hacia adelante, haciendo que su cuerpo se incline hacia adelante y sumerja su pico en el vaso para tomar más agua. Al mismo tiempo, se abre un paso claro entre la cabeza y el cuerpo inferior, igualando la presión. El cloruro de metileno líquido luego vuelve a bajar, permitiendo que el proceso comience de nuevo… y se repita una y otra vez.
El nuevo «pájaro bebedor» generador de electricidad
Un equipo de científicos ha tomado uno de estos juguetes y le ha agregado dos módulos generadores nanoeléctricos triboeléctricos en forma de disco a cada lado. Estos dispositivos aprovechan el efecto triboeléctrico, en el cual ciertos materiales se cargan eléctricamente cuando se frotan entre sí, lo que es responsable de la carga estática que ocurre cuando te peinas el cabello.
Así, todo el conjunto se conoce como generador hidrovoltaico triboeléctrico del pájaro bebedor, o DB-THG por sus siglas en inglés.
En pruebas de laboratorio realizadas a una temperatura ambiente de 24 ºC y una humedad relativa del 20% ± 5%, pudo funcionar durante 50 horas usando solo 100 mL de agua. También logró una salida de voltaje de hasta 100 voltios, suficiente para alimentar dispositivos como calculadoras, sensores de temperatura y 20 pantallas LCD vinculadas.
Los científicos están desarrollando un sucesor, que debería ofrecer un rendimiento mucho mejor que el juguete modificado existente.
El generador hidrovoltaico triboeléctrico del pájaro bebedor ofrece un medio único para alimentar pequeños dispositivos electrónicos en condiciones ambientales, utilizando el agua como fuente de combustible fácilmente disponible. Todavía me siento sorprendido y emocionado al presenciar los resultados reales.
Un artículo sobre la investigación fue publicado recientemente en la revista Device. El DB-THG se puede ver en acción alimentando LCD en el siguiente video.