Científicos diseñan un generador de electridad que imita los árboles.

 

El dinero no crece en los árboles, pero la electricidad podría algún día.


Hojas del árbol biomimético, modelado después de hojas de álamo, basado en procesos piezoeléctricos para producir electricidad. Crédito: Christopher Gannon

Científicos de la Universidad Estatal de Iowa han construido un dispositivo que imita las ramas y las hojas de un árbol de álamo y genera electricidad cuando sus hojas artificiales se balancean en el viento.

Michael McCloskey, profesor asociado de genética, biología celular y desarrollo que condujo el diseño del dispositivo, dijo que el concepto no reemplazará las turbinas de viento, pero la tecnología podría generar un nicho de mercado para máquinas pequeñas y visualmente discretas que transforma el viento en electricidad.

"Aquí las posibles ventajas son estética y su pequeña escala, que puede permitir la recolección de energía fuera de la red," McCloskey dijo recientemente en su laboratorio ISU. "Nos propusimos para responder a la pregunta de si puede conseguir cantidades útiles de electricidad fuera de algo que parece una planta. La respuesta es 'posiblemente', pero la idea requiere más desarrollo".

McCloskey, dijo que las torres de telefonía celular en algunos lugares urbanos, como Las Vegas, han sido camufladas como árboles, con hojas que sólo sirven para mejorar la estética de la torre. Golpeando ligeramente la energía de esas hojas aumentaría su funcionalidad, dijo.

En un artículo publicado este mes en la revista académica revisada PLOS ONE, el equipo de investigación de ISU se adentra en el mundo de la biomimética, o el uso de medios artificiales para imitar los procesos naturales. El concepto ha inspirado a nuevas formas de acercarse a campos tan variados como ciencias de la computación, la fabricación y la nanotecnología.

Es poco probable que muchas personas confundan el prototipo en el laboratorio de McCloskey con un árbol de verdad. El dispositivo cuenta con un enrejado metálico, del que cuelgan una docena de aletas plásticas en forma de hojas de álamo.

Dijo Curtis Mosher, un científico asociado en el estado de Iowa y co-autor del artículo, dijo que no es  genial de un salto del prototipo construidos de los investigadores a un árbol artificial mucho más convincente con decenas de miles de hojas, cada una produciendo electricidad derivada de energía eólica.

"Es definitivamente factible, pero el truco  es lograrlo sin comprometer la eficiencia," dijo Mosher. "Es necesario más trabajo, pero hay caminos disponibles".

Pequeñas tiras de plástico especializado dentro de los tallos de las hojas, liberan una carga eléctrica cuando son doblados haciendo pasar el aire. Tales procesos se conocen como efectos piezoeléctricos. Las hojas de álamo se modelaron porque los tallos planos de las hojas obligan a las palas a oscilar en un patrón regular que optimiza la generación de energía por las tiras  piezoeléctricas flexibles.

Eric Henderson, profesor de genética, biología celular y desarrollo, que también trabaja en el equipo de investigación, prevé un futuro en que los árboles biomiméticos  ayuden a encender los electrodomésticos.

Esta tecnología biomimética podría convertirse en un mercado para aquellos que quieren la capacidad de generar una cantidad limitada de energía eólica sin necesidad de torres altas y obstructivas o turbinas, dijo Henderson.

Pero McCloskey dijo que hacer esa vision realidad,  significa encontrar un medio alternativo de transducción mecánico a eléctrico, o un esquema de conversión de energía eólica en electricidad utilizable. El método piezoeléctrico adoptado para los experimentos ISU no alcanzan la eficacia de que la tecnología tendrá que competir en el mercado.

La piezoelectricidad fue un lugar obvio para empezar porque los materiales están ampliamente disponibles, dijo Henderson. Pero dando el siguiente paso será necesario un nuevo enfoque.

Otros métodos de transducción como triboelectricidad, o la generación de carga por fricción entre materiales disímiles, trabajan con eficiencia similar y pueden alimentar sensores autónomos. Sin embargo, McCloskey dijo que requerirá mucha mayor eficiencia – y más investigación – para producir un dispositivo práctico.