L’elettricità ricavata dalla pioggia sui tetti

La pioggia che cade sui tetti, anche quella meno intensa, può essere trasformata in elettricità per azionare apparecchiature di gestione delle acque piovane e sistemi di allerta. La conferma arriva da un team di ricerca dell’Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) della Corea del Sud. Poche settimane fa ha ufficializzato lo sviluppo di una tecnologia che genera elettricità dalle gocce di pioggia. In questo modo si possono trasformare gli stessi temporali in un “innesco autoalimentato per il controllo del drenaggio e gli avvisi di inondazione”, come spiega la ricerca pubblicata sulla rivista scientifica ScienceDirect. Il concetto di fondo è che per evitare allagamenti e contribuire alla gestione delle acque piovane – soprattutto nelle zone più a rischio e popolose – l’azione meccanica attiva è sempre più strategica, ma rimane il problema dell’alimentazione e dell’eventuale impiego di batterie.

Ecco quindi l’idea del professor Young-Bin Park del Dipartimento di Ingegneria meccanica dell’UNIST e del suo team di sviluppare un nuovo tipo di generatore di elettricità basato su goccioline utilizzando un polimero rinforzato con fibra di carbonio. Il dispositivo si chiama Superhydrophobic Fiber-Reinforced Polymer Droplet-Based Electricity Generator (S-FRP-DEG) ed è basato su una superficie che reagisce alle gocce di pioggia generando energia. Rispetto ad altri tipi di materiali l’impiego di questa versione – come avviene già nell’aerospaziale e nell’edilizia – consente di ottenere robustezza, leggerezza e resistenza alla corrosione, fondamentali soprattutto per infrastrutture urbane esposte.

Il segreto è nell’elettricità statica

Il generatore sfrutta i processi che stanno dietro all’elettricità statica. In pratica le gocce di pioggia trasportano una carica positiva durante la caduta e quando colpiscono la superficie superidrofobica caricata negativamente, si verifica un trasferimento di carica e ogni goccia scivola via. Questo “movimento” trasmette una corrente elettrica attraverso le fibre di carbonio, generando così potenza quasi istantanea. In più la configurazione del rivestimento, simile alle foglie di loto, incrementa l’idrorepellenza e impedisce l’accumulo di sporco. I test in laboratorio hanno confermato che una singola goccia di pioggia con un volume di circa 92 microlitri permette di generare fino a 60 volt e alcuni microampere di corrente. Quattro moduli hanno consentito di alimentare brevemente 144 luci led. Per di più i test eseguiti fuori dal laboratorio ed esattamente su tetti di edifici e tubature di scarico hanno confermato ogni stima. E in base all’intensità della pioggia il sistema è stato in grado di attivare automaticamente le pompe di drenaggio solo quando necessario.

“Questa tecnologia consente alle infrastrutture urbane di monitorare le precipitazioni e di rispondere ai rischi di inondazione utilizzando solo l’energia della pioggia stessa. Guardando al futuro, potrebbe essere ulteriormente integrato nei sistemi di mobilità, compresi veicoli o aerei, dove i compositi in fibra di carbonio sono già ampiamente utilizzati”, ha dichiarato il professor Park.