12 abr. 2012

Usan alas de mariposas para duplicar la producción de gas de hidrógeno

En los diseños de la naturaleza podría estar la solución para aumentar la producción de gas de hidrógeno, uno de los combustibles ecológicos más prometedores. Así lo demuestra una investigación desarrollada por un grupo de ingenieros de la Universidad Shanghai Jiao Tong de China. El trabajo avanza en el uso de alas de distintas especies de mariposas como inspiración para una nueva tecnología, logrando duplicar la producción de gas de hidrógeno a partir de agua y luz solar. Por Pablo Javier Piacente. 



Las alas de algunas variedades de mariposas podrían ser la base para el desarrollo de una nueva tecnología de producción de gas de hidrógeno a partir de agua y luz solar, que lograría duplicar la producción obtenida a través de los métodos actuales. Este avance ha sido realizado por un grupo de ingenieros de la Universidad Shanghai Jiao Tong, en China, y permitiría el desarrollo de uno de los combustibles alternativos con mayor futuro.

Las alas de las mariposas se ubican entre las estructuras más delicadas de la naturaleza, pero sin embargo han brindado a los investigadores una poderosa fuente de inspiración para una nueva tecnología que logra duplicar la producción de gas de hidrógeno, un combustible verde con amplias aplicaciones, a partir del agua y la luz del sol.

Los investigadores chinos presentaron recientemente sus hallazgos en San Diego, Estados Unidos, el pasado 26 de marzo en la edición 243 del encuentro nacional y exposición de la American Chemical Society (ACS). Así se ha difundido a través de un artículo publicado en el portal de la ACS y de una nota aparecida en el medio especializado Science Daily.

Tongxiang Fan, líder del equipo de ingenieros y científicos, señala que se utilizaron para el estudio dos mariposas “cola de golondrina”, en concreto las variedades Troides aeacus y Papilio helenus Linnaeus, como modelos para el desarrollo de una nueva tecnología de producción de gas de hidrógeno.  

Paneles solares naturales

Considerando que la búsqueda de fuentes renovables de energía es uno de los grandes desafíos globales del siglo XXI, la tecnología resulta muy prometedora para la producción de gas de hidrógeno, un combustible limpio que se puede obtener a partir de luz solar y agua. Mejorar la efectividad de los colectores solares resulta vital para poder incrementar la producción de este combustible.

Pensando justamente en lograr que esta tecnología sea más práctica, Fan y su equipo han empleado a las alas de mariposas en su búsqueda para obtener paneles solares más eficientes. De esta forma, Fan destacó que “advertimos que la solución a este problema puede haber existido durante millones de años, revoloteando justo en frente de nuestros ojos”.

En ese camino, comprobaron que las alas negras de algunas mariposas funcionan como un colector solar natural que vale la pena estudiar e imitar, teniendo en cuenta sus importantes índices de efectividad. Los ingenieros utilizaron un microscopio electrónico para revelar los detalles más escondidos en la arquitectura de las alas negras de las mariposas, en las cuales el color cumple un papel primordial, porque absorbe la máxima cantidad de luz solar posible.

Los científicos ya sabían que las alas de las mariposas contienen pequeñas escamas naturales que sirven como colectores solares para que estos insectos, que no pueden generar suficiente calor a partir de su propio metabolismo, puedan permanecer activos durante los períodos de bajas temperaturas. Cuando las mariposas extienden sus alas, estos colectores solares naturales absorben la luz del sol y calientan el cuerpo del insecto.

Producción duplicada

Los investigadores intentan desentrañar los secretos escondidos en las alas negras de las mariposas, para conocer con precisión como absorben la luz solar. Inicialmente se pensó que esta característica se debía a la profundidad del color negro, debido a un pigmento llamado melanina, que también se produce en la piel humana.

Sin embargo, las evidencias comenzaron a indicar que la estructura y el diseño de las alas no deben ser ignorados. De esta forma, se apreció la presencia de escamas rectangulares superpuestas, como si se tratara de tejas en el techo de una casa. Esta configuración y los surcos existentes en las alas ayudan a canalizar la luz solar, según explicó Fan.

Con posterioridad a este descubrimiento, los investigadores crearon modelos de computadora para confirmar este efecto de filtrado. Profundizando en la investigación, emplearon alas reales de mariposas como estructuras para recoger la luz del sol, a modo de pequeñas plantillas para sintetizar energía solar.

Al avanzar en el desarrollo de un catalizador que imita la estructura de las alas de mariposas y emplea dióxido de titanio para dividir las moléculas de agua en hidrógeno y oxígeno, comprobaron que la producción de gas de hidrógeno se duplica en comparación a otros dispositivos actuales. Los resultados demuestran la efectividad de estos diseños inspirados en la naturaleza para avanzar hacia un mayor desarrollo de las energías alternativas.



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