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Experimentos respaldan una controvertida propuesta para generar electricidad a partir de la rotación de nuestro planeta mediante un dispositivo que interactúa con el campo magnético terrestre.
Chris Chyba, de la Universidad de Princeton, ha construido un cilindro magnético hueco para generar electricidad utilizando el campo magnético terrestre.
El cilindro no se mueve sino que gira con el planeta y, por lo tanto, es arrastrado por el campo magnético terrestre. Los cálculos de este cientifico muestran que la energía obtenida proviene de la energía rotacional del planeta: se generan 18 microvoltios a través del cilindro cuando se mantiene perpendicular al campo magnético terrestre. Este hallazgo se publica en la revista Physical Review Research.
Chyba se interesó en la generación de electricidad hace aproximadamente una década mientras estudiaba un posible mecanismo de calentamiento en las lunas que se mueven a través del campo magnético de un planeta. Se preguntó si un efecto similar podría ocurrir en los objetos de la superficie terrestre.
Se puede calcular la fuerza magnética: los electrones de un objeto metálico ubicado en un laboratorio de Princeton, por ejemplo, se mueven a 350 metros por segundo a través del campo magnético local de 45 microteslas, lo que genera una fuerza por carga de aproximadamente 10 milinewtons por culombio. Pero esos electrones se reorganizan rápidamente en la superficie del metal para crear un campo eléctrico de 10 milivoltios por metro que anula exactamente la fuerza magnética. Sin embargo, Chyba se dio cuenta de que podría haber situaciones en las que los electrones no puedan organizarse en un patrón que anule la fuerza magnética.
Una situación sin anulación se da en un cilindro hueco de ferrita de manganeso-zinc. Este material es a la vez un escudo magnético y un conductor débil: dos propiedades esenciales para permitir que se acumule un pequeño voltaje en el cilindro cuando se coloca correctamente en el campo magnético terrestre. Esa fue la idea que Chyba y Kevin Hand, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de California, propusieron en 2016.
CONTROVERSIA
Poco después surgieron críticas a dicha propuesta, algunas basadas en argumentos teóricos y otras en pruebas experimentales. Chyba y Hand defendieron su propuesta con más teoría, pero sabían que era necesaria una demostración experimental, informa la American Physics Association (APS).
Los investigadores adquirieron un cilindro hueco de ferrita de manganeso-zinc de 30 cm de largo y 2 cm de ancho y lo orientaron norte-sur en un ángulo de 57° con respecto al suelo. Esta posición era perpendicular tanto al campo magnético terrestre como a la dirección del movimiento de rotación terrestre, una disposición que, según predijeron los investigadores, proporcionaría el voltaje máximo. Colocaron un electrodo en cada extremo del cilindro y registraron el voltaje. A modo de comparación, también tomaron mediciones de voltaje con el cilindro girado 90° (orientación de voltaje cero) y 180° (orientación de voltaje invertido).
Al interpretar los datos, el equipo tuvo que lidiar con un fenómeno dependiente de la temperatura llamado efecto Seebeck, que provoca el desarrollo de un pequeño voltaje cuando un material está más caliente en un extremo que en el otro. Los investigadores descubrieron que el efecto Seebeck podría explicar parte del voltaje medido.
VOLTAJE ADICIONAL
Sin embargo, demostraron que existía una señal adicional de 18 microvoltios que dependía de la orientación del cilindro. Esta señal no apareció cuando los investigadores probaron varios cilindros de control, incluyendo un cilindro sólido de ferrita de manganeso-zinc, para el cual su teoría no predecía ningún efecto. Concluyeron que este voltaje adicional se generaba por el movimiento a través del campo magnético terrestre.
Chyba afirma que el siguiente paso es que un equipo de investigación independiente intente reproducir los resultados. De confirmarse, imagina que la configuración podría optimizarse para la generación de energía. Especula que muchos componentes cilíndricos en miniatura podrían conectarse en serie para producir una cantidad útil de voltaje.
Yong Zhu, experto en microelectrónica de la Universidad Griffith de Australia, no está convencido por la evidencia. “Hay muchos factores que pueden producir señales de microvoltios”, afirma, como la capacitancia parásita y las corrientes parásitas. Descartar todas estas posibilidades requerirá más evidencia experimental, añade Zhu.
Carlo Rovelli, físico teórico de la Universidad de Aix-Marsella de Francia, se muestra más receptivo a la idea. Señala que la energía se conserva para una carga eléctrica que se mueve en un campo magnético uniforme, lo que parece descartar el efecto. Sin embargo, dado que las cargas en los experimentos se mueven en un material sólido, Rovelli afirma que este argumento no es relevante. “Quizás exista una versión más sutil del argumento que descarte esta posibilidad; no lo sé”, concluye. “En cualquier caso, es una historia muy interesante”.