Aunque el hielo común (hielo hexagonal Ih) no es piezoeléctrico, se ha observado que puede generar carga eléctrica cuando se somete a estrés mecánico, como en colisiones dentro de tormentas. Este comportamiento se atribuye al efecto flexoeléctrico, donde el hielo produce electricidad al doblarse, similar a materiales como el dióxido de titanio usado en sensores y capacitores.
- Hielo produce electricidad al deformarse.
- Descubren flexoelectricidad en temperaturas hasta 0 °C.
- Superficie del hielo: ferroelectricidad bajo -113 °C.
- Posible origen físico del rayo.
- Implicaciones tecnológicas emergentes.
Científicos del ICN2 descubren que el hielo genera electricidad al doblarse: una pista sobre el origen del rayo
El hielo, presente en casi todos los ecosistemas fríos del planeta, sigue revelando secretos. Un estudio internacional con participación del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), la Universidad Jiaotong de Xi’an (China) y la Universidad de Stony Brook (EE.UU.) ha demostrado que el hielo es un material flexoeléctrico: puede generar electricidad cuando se deforma de forma no uniforme.
Este hallazgo, publicado en Nature Physics, no solo abre nuevas puertas a la tecnología, sino que también aporta una explicación física plausible sobre cómo se origina el rayo en las tormentas. La investigación ha confirmado que el hielo, incluso en condiciones cercanas a 0 °C, puede responder eléctricamente al ser doblado o tensionado de forma irregular.
Además, a temperaturas extremadamente bajas (por debajo de -113 °C o 160 K), se ha detectado una fina capa ferroeléctrica en la superficie del hielo. Esta capa permite una polarización eléctrica reversible, un fenómeno comparable al cambio de polos de un imán. Esta doble propiedad —ferroelectricidad en frío extremo y flexoelectricidad a temperaturas más templadas— convierte al hielo en un material mucho más complejo e interesante de lo que se pensaba.
Una pista para entender los rayos
Uno de los aspectos más llamativos de esta investigación es su conexión directa con los procesos naturales que generan rayos. Hasta ahora, se sabía que las tormentas eléctricas se producen por la acumulación de carga eléctrica en las nubes debido a colisiones entre partículas de hielo, pero el mecanismo concreto que origina esa carga era un misterio.
El problema es que el hielo no es piezoeléctrico, por lo que simplemente comprimirlo no genera carga. Sin embargo, el estudio muestra que, al doblarse de forma irregular —lo que ocurre fácilmente en las colisiones dentro de una nube— el hielo sí genera carga eléctrica por flexoelectricidad.
En el laboratorio, los investigadores doblaron una placa de hielo entre dos electrodos y midieron el voltaje resultante. Los valores obtenidos coinciden con los potenciales eléctricos registrados en estudios sobre tormentas. Esto refuerza la hipótesis de que la flexoelectricidad del hielo podría ser el origen de la electrificación de las nubes, un paso clave para la formación del rayo.
Este enfoque representa un cambio de paradigma en la física atmosférica: lo que antes se atribuía a procesos poco entendidos como la fractura del hielo o la separación triboeléctrica, ahora podría explicarse mediante una propiedad intrínseca del material.
Tecnología emergente desde el hielo
Aunque pueda parecer contraintuitivo, el hielo podría convertirse en material funcional para dispositivos electrónicos. Especialmente en entornos fríos como regiones polares, zonas de alta montaña o incluso en futuras misiones espaciales en lunas heladas como Europa o Encélado, donde fabricar materiales tradicionales es inviable.
La flexoelectricidad permite generar corriente sin necesidad de fuentes externas de energía, lo que abre posibilidades en el diseño de sensores autónomos, sistemas de monitoreo climático o detectores sísmicos. En un contexto de emergencia climática, contar con tecnología de bajo impacto y alimentada por fenómenos naturales representa un avance estratégico.
En lugares como el Ártico, donde las condiciones extremas hacen difícil mantener equipos electrónicos convencionales, dispositivos que utilicen el propio hielo como componente activo podrían facilitar una monitorización constante del deshielo, de las emisiones de metano o de la actividad tectónica bajo los glaciares.
Vía ICN2 Scientists Find that Ice Generates Electricity when Bent, a Clue to how Lightning Forms – ICN2
Más información: Flexoelectricity and surface ferroelectricity of water ice | Nature Physics
Anónimo dice
Correcto, todo método para romper enlaces crea energía