Nel 1832, il celebre fisico britannico Michael Faraday condusse una serie di esperimenti per rispondere a una domanda affascinante: l’elettricità poteva essere generata dalla rotazione della Terra attraverso il suo stesso campo magnetico? La possibilità intrigante nasce dal fatto che il campo magnetico terrestre non ruota con la Terra come un oggetto fisico. Invece, viene creato in ogni istante e rimane essenzialmente fisso nello spazio. Quindi, il pensiero dell’epoca era che forse il movimento della Terra attraverso di esso potesse generare energia. Ma gli esperimenti di Faraday furono un fallimento clamoroso e pochi anni dopo i fisici capirono il perché. Qualsiasi movimento di un conduttore attraverso questo campo magnetico produce effettivamente una forza sugli elettroni al suo interno. Ma questa forza ridistribuisce gli elettroni, generando un altro campo che annulla esattamente l’effetto di quello originale. Quindi, se l’intero circuito di generazione di energia si trova all’interno del campo, non accade nulla. Ma c’è una scappatoia in questo ragionamento, dicono Christopher Chyba, dell’Università di Princeton nel New Jersey, e colleghi. Nel 2016, hanno sottolineato che si assume che il campo magnetico cambi quasi istantaneamente nel materiale conduttore. Ma in certi tipi di materiali magnetici “morbidi”, i cambiamenti nel campo si diffondono più lentamente. E quando ciò accade, potrebbe essere possibile sfruttare l’effetto per generare energia utilizzando conduttori con geometrie accuratamente modellate. Ora Chyba e colleghi hanno dimostrato che un tale conduttore può estrarre energia elettrica direttamente dalla rotazione della Terra attraverso il suo stesso campo magnetico. Il loro esperimento è relativamente semplice. Si scopre che una geometria che dovrebbe funzionare è un guscio cilindrico collegato a un circuito. Hanno usato ferrite di manganese-zinco come materiale magnetico ”morbido” con la necessaria diffusione magnetica e l’hanno modellato in un guscio cilindrico, delle dimensioni di una grande torcia. La loro teoria prevede che il guscio dovrebbe generare energia — pochi microvolt e corrente associata — quando è orientato perpendicolarmente al movimento della Terra. Che questo dovrebbe scendere a zero quando il guscio viene ruotato di 90 gradi in modo che sia parallelo al movimento della Terra. E che quando il guscio viene ruotato di altri 90 gradi, l’energia dovrebbe aumentare di nuovo, ma con corrente e tensione in direzione opposta. In esperimenti di laboratorio accuratamente controllati, è esattamente ciò che il team di ricercatori ha osservato. “Questo piccolo sistema dimostrativo genera una tensione continua e una corrente continua della (bassa) magnitudine prevista,” hanno notato Chyba e colleghi. Al contrario, un cilindro solido di dimensioni simili non ha mostrato alcuna tensione misurabile in nessuna orientazione. Criticamente, il team ha controllato vari effetti confondenti, come le tensioni termoelettriche causate da gradienti di temperatura e interferenze elettromagnetiche esterne. Hanno eseguito l’esperimento nel loro laboratorio, dove le condizioni possono essere accuratamente controllate, e in una località residenziale vicina, dove le condizioni erano meno facilmente controllabili. In entrambi i set di test, il risultato è stato lo stesso: l’installazione ha prodotto una piccola quantità di energia estratta dalla rotazione della Terra attraverso il suo stesso campo. Questo è un lavoro interessante con implicazioni significative. Sebbene la produzione di energia sia piccola, scalare questa tecnologia potrebbe portare a metodi di generazione di energia specializzati per installazioni di rilevamento remoto. “Anche se solo tensioni ben al di sotto di quelle per l’energia residenziale fossero raggiungibili utilizzando il nostro effetto, tali dispositivi potrebbero comunque avere applicazioni pratiche come ‘batterie’ che non richiederebbero carburante e non si esaurirebbero nel senso usuale,” dicono Chyba e colleghi. Una possibilità intrigante per aumentare le tensioni è miniaturizzare i gusci cilindrici e creare array di essi collegati in serie. E in scenari con maggiore velocità relativa rispetto al campo magnetico — come i satelliti in orbita attorno alla Terra — potrebbe essere possibile ottenere una generazione di energia significativa. Chyba e colleghi sottolineano che generare energia in questo modo rallenterebbe inevitabilmente la velocità di rotazione della Terra, ma l’effetto sarebbe minuscolo. “Anche in uno scenario estremo in cui la nostra civiltà in qualche modo ottenesse tutta la sua energia elettrica dall’effetto descritto qui, la rotazione della Terra rallenterebbe di
Energia generata dal movimento della Terra attraverso il proprio campo magnetico
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