Tendencias científicas: Evaporación de agua para impulsar un vehículo pequeño
El equipo de Columbia dirigido por Ozgur Sahin creó un vehículo en miniatura que aprovecha el proceso de evaporación para avanzar, así como un generador también basado en la evaporación para alimentar un LED intermitente. Su estudio, publicado en Nature Communications esta semana, describe los motores creados por el proyecto, los cuales son capaces de ponerse en marcha y funcionar de manera autónoma cuando se sitúan en interfaces entre el agua y el aire. Tal y como se puede leer en el resumen de la investigación: «Generan un movimiento lineal rotativo y semejante al de los pistones gracias a unos músculos artificiales y de base biológica diseñados para la aplicación, capaces de reaccionar ante fluctuaciones en la humedad». El equipo utilizó estos motores para crear y presentar un generador eléctrico basado en agua que aprovecha la evaporación para alimentar una fuente de luz, así como un vehículo en miniatura (de 0,1 kilogramos) que avanza según se evapora el agua contenida en el mismo. The Guardian cita al Sr. Sahin, director del estudio, en relación al bajo precio de los motores y su capacidad para extraer energía de la evaporación continua de agua que se produce en la superficie de lagos y océanos: «El agua quiere evaporarse. Desea evaporarse. Si mojas una superficie acabará por secarse, es lo natural. Lo que hicimos fue dar con una forma para canalizar este deseo hacia la consecución de una tarea útil». El fundamento de la investigación reside en un trabajo anterior de Sahin con Bacillus, unos microorganismos bacterianos edáficos. Sus esporas absorben en condiciones de humedad el agua evaporada en el ambiente y aumentan su volumen hasta un cuarenta por ciento. En condiciones secas el proceso es el inverso. Sahin dedujo que la expansión y la contracción de las esporas podría actuar como un músculo, empujando y tirando de otros objetos: «Nos percatamos de la posibilidad de controlar el movimiento de las esporas y convertirlo en energía eléctrica». Precisamente esto es lo que ha logrado el equipo al cargo de la investigación en los dos motores propuestos. En The Guardian se explica con mayor detalle la construcción de uno de los motores: «Para crear una de las máquinas, un motor de pistón flotante, Sahin y sus colegas adhirieron una línea de esporas a cada cara de una película de plástico delgada. Las esporas se separaron y colocaron de tal modo que las de una cara se solapaban con los espacios entre esporas de la otra cara». «Al entrar la cinta en contacto con el aire seco del exterior, las esporas reducen su tamaño y la cinta se contrae como un resorte. En condiciones de aire húmedo, la cinta se prolonga y se libera la contracción. Como resultado se obtiene un músculo artificial alimentado por diferencias en la humedad ambiental. Los científicos responsables denominan a estas cintas músculos artificiales impulsados por higroscopia o HYDRA». Peter Fratzl, un experto en ciencia de los materiales del Instituto Max Planck de Coloides e Interfaces de Potsdam (Alemania) ofreció su opinión con respecto a la investigación en la revista Science: «Son demostraciones divertidas y además suponen una prueba de principio. La comunidad científica no ceja en su búsqueda de fuentes de energía por pequeñas que sean. Tiene sentido utilizar estos gradientes [de humedad], dado que se son ubicuos y gratuitos». Los investigadores del proyecto confían en que los motores alimentados por evaporación encuentren aplicación en los sistemas robóticos, los sensores, los dispositivos y la maquinaria que se despliegan en entornos naturales. Para más información, consulte: http://www.nature.com/ncomms/2015/150616/ncomms8346/full/ncomms8346.html
Países
Estados Unidos