El efecto “triboeléctrico” y los nuevos TENG

El efecto triboeléctrico es un tipo de electrificación que es causado por otro material, normalmente por el frotamiento directo. La fuerza y la polaridad de las cargas producidas serán diferentes según los materiales, la aspereza superficial, la temperatura, la tensión o algunas otras características. 

Fue descubierto por el filósofo griego Tales de Mileto en 585 a.C. cuando al frotar ámbar con piel animal resultó que este atraía plumas y otros objetos livianos.

En palabras simples es lo que conocemos como electricidad estática, este proceso de rozamiento causa que se retiren los electrones de la superficie de un material y se reubiquen en la superficie del otro material. Por ejemplo, cuando se nos ponen los pelos de punta, tenemos toques al bajarnos del coche, cuando te pasas un peine por el cabello o te quitas un suéter, y los rayos.

Actualmente existen investigaciones que están descubriendo nuevas formas de aprovechar este efecto; imaginemos por un momento que unos guantes o unos zapatos fueran fuente de energía que alimentan dispositivos portátiles, sensores o un reloj inteligente, pues esa es la promesa hoy en día de la triboelectricidad y los nuevos TENG (nanogeneradores triboeléctricos).

Las energías renovables como la eólica o la fotovoltaica son cada vez más importantes en el mix energético. Aun así, otras energías más desconocidas también podrían contribuir en su camino, algunas a gran escala como la energía mareomotriz o undimotriz y otras en el ámbito doméstico como la triboelectricidad. 

Aplicaciones del efecto triboeléctrico

Cuando se integra en fibras textiles o incluso en suelos, puede convertir los objetos más insospechados en fuentes limpias de electricidad. Calzado, suelos, camisetas, todos ellos pueden ser una fuente de energía renovable gracias a los TENG, la última generación de nanogeneradores triboeléctricos. 

Los TENG de última generación utilizan microestructuras para generar más electricidad, ya que estos micro-relieves multiplican exponencialmente la superficie de contacto. 

Otros ejemplos de uso son:

• Pisos con capa triboeléctrica conectada a dispositivos IoT
• Sensores en ropa elegante para medir los signos vitales
• Calzado capaz de controlar el ejercicio físico
• Sensores autónomos como detectores de incendios forestales
• Sensores táctiles
• Sensores de polvo y partículas
• Fuente de alimentación LED
• Fotocopiadoras e impresoras láser

Un equipo de científicos chinos ha desarrollado un generador triboeléctrico transparente y muy flexible que produce energía eléctrica con solo darle unos toques. Este material puede ser usado para alimentar dispositivos wearables altamente eficientes.

Muchos científicos e ingenieros han intentado emplear la triboeléctrica para obtener energía del movimiento de una persona. Los investigadores pusieron a prueba la tecnología sobre algunos dispositivos, por ejemplo, lo conectaron a una pequeña pantalla LCD de reloj y esta empezó a funcionar cuando se la toca con el dedo. El objetivo de la investigación es desarrollar la tecnología para emplearla en dispositivos usables o ropa inteligente. 

En 2017 se presentó un pequeño generador triboeléctrico que puede transformar la energía en movimiento de las muñecas en electricidad. 

A pesar de tratarse de un fenómeno muy conocido, la electricidad estática continúa planteando grandes incógnitas, en la actualidad, varios proyectos de investigación en áreas que van desde la física y la química hasta la medicina o la meteorología abordan diversos aspectos de la triboelectricidad. 

*Javier López Casarín es Presidente de la Fundación Reinventando a México.