En un estudio de investigación publicado esta semana, científicos de la Universidad McGill en Montreal dieron a conocer un diseño de malla de alambre que podría envolver líneas eléctricas, los costados de barcos o incluso en aviones y evitar que el hielo se adhiera a las superficies sin usar productos químicos.
Los científicos se inspiraron en las alas de los pingüinos Gentoo, que nadan en aguas heladas cerca del Polo Sur y logran mantenerse libres de hielo incluso cuando las temperaturas exteriores están muy por debajo del punto de congelación.
“Los animales tienen… una forma muy zen de vivir con la naturaleza”, dijo Anne Kietzig, investigadora principal del estudio, en una entrevista. “Eso es algo que tal vez mirar y copiar”.
A medida que el cambio climático hace que las tormentas de invierno sean más poderosas, las tormentas de hielo se han cobrado un precio mayor. En Texas el año pasado, el hielo y la nieve entorpecieron la vida diaria y cerraron la red eléctrica, dejando a millones de personas sin calefacción, alimentos ni agua durante días y matando a cientos.
Los científicos, los funcionarios de la ciudad y los ejecutivos de la industria han tratado durante mucho tiempo de evitar que las tormentas de hielo descarrilen los servicios en el invierno. Han equipado líneas eléctricas, turbinas eólicas y alas de aviones con envolturas antihielo, o han confiado en solventes químicos para eliminar rápidamente el hielo.
Pero esas correcciones han dejado mucho que desear, dijeron los expertos en descongelación. Los materiales de envoltura no tienen una vida útil prolongada. El uso de productos químicos requiere mucho tiempo y es perjudicial para el medio ambiente.
Kietzig, cuya investigación se enfoca en usar la naturaleza para resolver problemas humanos complejos, pasó años tratando de encontrar una mejor manera de manejar el hielo. Al principio, pensó que la hoja de loto podría ser una candidata, ya que naturalmente arroja agua y se autolimpia. Pero los científicos se dieron cuenta de que en condiciones de lluvia intensa, no funcionaba, dijo.
Después de eso, Kietzig y su equipo hicieron un viaje a un zoológico en Montreal, que albergaba pingüinos papúa. Estaban intrigados por las plumas del pingüino y desarrollaron una colaboración para estudiar el diseño en profundidad.
Descubrieron que las plumas mantenían el hielo a raya de forma natural. Las plumas estaban dispuestas en un orden jerárquico que les permitía arrojar agua de forma natural, mientras que sus superficies con púas naturales reducían la adherencia del hielo, según Michael Wood, investigador que trabajó con Kietzig en el proyecto.
Los investigadores replicaron este diseño creando una malla tejida con alambre utilizando tecnología láser. Después de eso, probaron el rendimiento de la adherencia al hielo de la malla en un túnel de viento y descubrieron que era un 95 por ciento más eficaz para resistir la acumulación de hielo que una superficie estándar de acero inoxidable. Tampoco se necesitaron solventes químicos, agregaron.
La malla también podría adherirse a las alas de los aviones, pero el guante de las normas federales de seguridad de los aviones hará que ese ajuste de diseño sea difícil de implementar en el corto plazo, dijo Kietzig.
Kevin Golovin, profesor asistente de ingeniería mecánica de la Universidad de Toronto, dijo que la parte más atractiva de esta solución de deshielo es que es una malla de alambre, lo que la hace duradera.
Otras soluciones, como las gomas que desprenden hielo o las superficies inspiradas en hojas de loto, no son resistentes.
“Funcionan muy bien en el laboratorio”, dijo Golovin, que no está involucrado en el estudio. “No se traducen bien afuera”.