En 1832, el célebre físico británico, Michael Faraday, llevó a cabo un conjunto de experimentos diseñados para responder una pregunta tentadora: ¿Podría la electricidad generarse por la rotación de la Tierra a través de su propio campo magnético?
La posibilidad intrigante surge porque el campo magnético de la Tierra no gira con la tierra como un objeto físico. En cambio, se crea en cada instante y permanece esencialmente fijo en el espacio. Entonces, el pensamiento en ese momento era que quizás el movimiento de la Tierra a través de él podría generar poder.
Pero los experimentos de Faraday fueron un fracaso rotundo y, unos años más tarde, los físicos resolvieron por qué. Cualquier movimiento de un conductor a través de este campo magnético realmente produce una fuerza sobre los electrones dentro de él. Pero esta fuerza redistribuye los electrones, generando otro campo que cancela exactamente el efecto del original. Entonces, si todo el circuito de generación de energía se encuentra dentro del campo, no sucede nada.
Pero hay una escapatoria en este razonamiento, dice Christopher Chyba, en la Universidad de Princeton en Nueva Jersey y sus colegas. En 2016, señalaron que supone que los cambios magnéticos cambian casi instantáneamente en el material conductor.
Pero en ciertos tipos de materiales magnéticos “suaves”, los cambios en el campo se difunden a través de él más lentamente. Y cuando eso sucede, puede ser posible explotar el efecto para generar energía utilizando conductores con geometrías cuidadosamente con forma.
Ahora Chyba y Co han demostrado que dicho conductor puede extraer energía eléctrica directamente de la rotación de la Tierra a través de su propio campo magnético.
Su experimento es relativamente simple. Resulta que una geometría que debería funcionar es una carcasa cilíndrica unida a un circuito. Ellos son ferrita de manganeso-zinc, como el material magnético “suave” con la difusión magnética necesaria y la crearon en una cubierta cilíndrica, aproximadamente del tamaño de una linterna grande.
Su teoría predice que el caparazón debe generar potencia, algunas microvoltios y corriente asociada, cuando está orientada perpendicular al movimiento de la Tierra. Que esto debería caer a cero cuando la cubierta se gira 90 grados, por lo que es paralelo al movimiento de la Tierra. Y que cuando se gira la carcasa otros 90 grados, la potencia debería aumentar nuevamente, pero con la corriente y el voltaje en la dirección opuesta.
En experimentos de laboratorio cuidadosamente controlados, eso es exactamente lo que el equipo de investigadores obaervó. “Este pequeño sistema de demostración genera un voltaje y corriente de CC continuo de la magnitud predicha (baja)”, señaló Chyba y sus colegas.
Por el contrario, un cilindro sólido de tamaño similar no mostró un voltaje medible en ninguna orientación.
Críticamente, el equipo controló varios efectos de confusión, como los voltajes termoeléctricos causados por gradientes de temperatura e interferencia electromagnética externa. Realizaron el experimento en su laboratorio, donde las condiciones pueden controlarse cuidadosamente y en una ubicación residencial cercana, donde las condiciones se controlaron menos fácilmente. En ambos conjuntos de pruebas, el resultado fue el mismo: la configuración produjo una pequeña cantidad de potencia extraída de la rotación de la Tierra a través de su propio campo.
Ese es un trabajo interesante con implicaciones significativas. Aunque la potencia de salida es pequeña, la escala de esta tecnología podría conducir a métodos especializados de generación de energía para instalaciones de teledetección.
“Incluso si solo los voltajes muy por debajo de los de la potencia residencial se pudieran usar nuestro efecto, tales dispositivos aún podrían tener aplicaciones prácticas como” baterías “que no requerirían combustible y no podían desgastarse en el sentido habitual”, dicen Chyba y sus colegas.
Una posibilidad intrigante para aumentar los voltajes es miniaturizar las conchas cilíndricas y hacer que las matrices se conecten en serie. Y en escenarios con mayor velocidad relativa al campo magnético, como los satélites que orbitan la Tierra, podría ser lograble una generación de energía significativa.
Escala de potencia
Chyba y sus colegas señalan que generar poder de esta manera inevitablemente ralizaría la velocidad de rotación de la Tierra, pero que el efecto sería pequeño. “Incluso en un escenario extremo en el que nuestra civilización de alguna manera obtendría toda su energía eléctrica del efecto descrito aquí, la rotación de la Tierra disminuiría en <1 milisegundo por década", dicen.
En comparación, la duración del día de la Tierra fluctúa naturalmente por varios milisegundos por década. “La Tierra también es despreciadora debido al intercambio de momento angular con la luna, alargando el día de la Tierra actualmente en 2.5 milisegundos por siglo”, dicen.
Pero primero, otros grupos deberán confirmar el efecto en otro lugar. “El siguiente paso sería que un grupo independiente reproduzca (o contradice) nuestros resultados”, dicen Chyba y compañía.
Si tienen éxito, no es difícil imaginar la comercialización de esta tecnología en un futuro no muy lejano.
Ref: Demostración experimental de la generación de energía eléctrica desde la rotación de la Tierra a través de su propio campo magnético: www.arxiv.org/abs/2503.15790