El viento iónico , viento iónico , viento corona o viento eléctrico es el flujo de aire de partículas cargadas inducido por fuerzas electrostáticas vinculadas a la descarga de corona que surge en las puntas de algunos conductores afilados (como puntas o aspas) sometidos a alto voltaje con respecto a tierra. El viento iónico es un fenómeno electrohidrodinámico . Los generadores de viento iónico también pueden considerarse propulsores electrohidrodinámicos .
El término "viento iónico" se considera un nombre inapropiado debido a la idea errónea de que solo los iones positivos y negativos estaban involucrados principalmente en el fenómeno. Un estudio de 2018 descubrió que los electrones juegan un papel más importante que los iones negativos durante el período de voltaje negativo. Como resultado, se ha sugerido el término "viento eléctrico" como una terminología más precisa. [1]
Este fenómeno se utiliza ahora en un plano de viento iónico del MIT , el primer plano de estado sólido, desarrollado en 2018.
B. Wilson en 1750 [2] demostró la fuerza de retroceso asociada a la misma descarga de corona y el precursor del propulsor de iones fue el molinete de descarga de corona. [3] La descarga de corona del brazo del molinete que gira libremente con los extremos doblados en puntas afiladas [4] [5] le da al aire una carga espacial, que repele la punta porque la polaridad es la misma para la punta y el aire. [6] [7]
Francis Hauksbee , curador de instrumentos de la Royal Society de Londres , hizo el primer informe sobre el viento eléctrico en 1709. [8] Myron Robinson completó una extensa bibliografía y revisión de literatura durante el resurgimiento del interés en los fenómenos en la década de 1950. [9]
En 2018, investigadores de Corea del Sur y Eslovenia utilizaron la fotografía de Schlieren para determinar experimentalmente que los electrones y los iones desempeñan un papel importante en la generación del viento iónico. El estudio fue el primero en proporcionar evidencia directa de que la fuerza electrohidrodinámica responsable del viento iónico es causada por un arrastre de partículas cargadas que se produce cuando los electrones y los iones empujan a las partículas neutras.
En 2018, un equipo de investigadores del MIT construyó y voló con éxito el primer prototipo de avión propulsado por viento iónico, el MIT EAD Airframe Version 2. [ 10]
Las cargas eléctricas netas en los conductores, incluidas las distribuciones de carga locales asociadas con los dipolos, residen completamente en su superficie externa (ver jaula de Faraday ) y tienden a concentrarse más alrededor de las puntas y los bordes afilados que en las superficies planas. Esto significa que el campo eléctrico generado por las cargas en una punta conductora afilada es mucho más fuerte que el campo generado por la misma carga que reside en una capa conductora grande, lisa y esférica. Cuando esta intensidad de campo eléctrico excede lo que se conoce como gradiente de voltaje de inicio de descarga de corona (CIV), ioniza el aire alrededor de la punta y se puede ver un pequeño chorro de plasma violeta tenue en la oscuridad en la punta conductora. La ionización de la molécula de aire cercana da como resultado la generación n de moléculas de aire ionizado que tienen la misma polaridad que la de la punta cargada. Posteriormente, la punta repele la nube de iones con carga similar, que se expande inmediatamente debido a la repulsión entre los propios iones. Esta repulsión de iones crea un "viento" eléctrico que emana de la punta, generalmente acompañado de un silbido debido al cambio de presión del aire en la punta. Una fuerza opuesta actúa sobre la punta, que puede retroceder si no está bien pegada al suelo.
Un generador de viento iónico sin paletas realiza la función inversa, utilizando el viento ambiental para mover iones, que se recogen y producen energía eléctrica.