Salta el menú de navegació i ves al contingut

EROSKI CONSUMER, el diari del consumidor

Cercador

logotip de fundació

Canals d’EROSKI CONSUMER


Estàs en la següent localització: Portada > Medi ambient > Energia i ciència

Aquest text ha estat traduït per un sistema de traducció automàtica. Més informació, aquí.

Produir energia de les vibracions ambientals

Les vibracions ambientals podrien recarregar de forma ecològica els milions de sensors que s'utilitzen ja de manera quotidiana

Img energia vibraciones hd Imatge: Sinergy

Els sensors i aplicacions mòbils s’estan tornant comunes en les nostres vides, i cada vegada ho seran més, com a les ciutats intel·ligents“. Per carregar aquests aparells de forma ecològica s’ha desenvolupat un microdispositivo que extreu l’energia de les vibracions ambientals. Els seus responsables, amb participació espanyola, treballen amb diverses tecnologies perquè arribi als ciutadans. Aquest article assenyala els aparells que es recarreguen amb les vibracions ambientals, els seus principals reptes i com funcionen.

Aparells que es recarreguen amb les vibracions ambientals

Img energia vibraciones
Imatge: Sinergy

En qualsevol lloc és normal ja trobar tot tipus de sensors i aplicacions mòbils: de pressió en els pulsímetros que porten els corredors o dins dels pneumàtics de vehicles; d’acceleració dels telèfons mòbils; de temperatura o d’humitat a les cases; de dispositius mèdics miniaturitzats; per detectar xarxes wifi; de gasos en ambients industrials; de temperatura en cuines intel·ligents; de moviment, etc.

En la propera dècada podria haver-hi una xarxa global amb bilions de sensorsEn els propers anys, aquesta tendència experimentarà un creixement enorme. La denominada “Internet de les coses” farà que moltes d’elles es connectin a una xarxa sense fils per proporcionar tot tipus d’informació i serveis. Una de les possibles aplicacions serà el de les “ciutats intel·ligents” que, entre altres coses, faran més eficient el consum d’energia o aigua. Algunes estimacions assenyalen que s’ha passat de 10 milions de sensors al món en 2007 a 10.000 milions en 2013 i s’espera que en la propera dècada podria haver-hi una xarxa global amb bilions de sensors.

La qüestió és com proporcionar energia de forma sostenible a tots aquests sensors i aplicacions. Una possible solució està a aprofitar l’energia alliberada per les vibracions i el moviment en general. És la proposta del projecte SINERGY, en el qual participen nou centres europeus, entre ells l’Institut de Microelectrònica de Barcelona (IMB-CSIC). Gonzalo Murillo, un dels investigadors del centre, argumenta que endollar-los a la xarxa elèctrica de forma permanent és alguna cosa per complet inviable des del punt de vista econòmic i ecològic. “Imaginem si aquest bilió de petits dispositius haguessin d’alimentar-se amb una pila o bateria i reemplaçar-se o recarregar-se periòdicament”, argumenta.

El projecte SINERGY, que compta amb un pressupost de gairebé 4,8 milions d’euros, ha desenvolupat un dispositiu més petit que la grandària d’una moneda d’un cèntim (com s’aprecia en la imatge). La quantitat d’energia obtinguda és també petita, però suficient per recarregar la bateria d’un sensor de reduïdes dimensions. Murillo explica que el microdispositivo aprofita vibracions de molt petita intensitat, com les de maquinària, ambients industrials, edificis, ponts, vehicles, finestres properes a ambients sorollosos, etc. “Es tracta de vibracions que la majoria de les vegades no notem, resulten fins i tot gairebé imperceptibles quan posem la mà sobre aquests objectes”, afegeix.

Principals reptes de l’energia de les vibracions

Un dels principals desafiaments és la producció a gran escala i a baix preu. Per a això proven diverses tecnologies basades en el silici. El responsable del dispositiu apunta que el cost actual de fabricació d’un dispositiu és d’uns cinc euros, però que, gràcies a altres tecnologies més flexibles, es podrien fabricar per menys de dos euros. No obstant això, l’investigador recorda que el seu import unitari disminueix en augmentar el nombre d’unitats fabricades.

A més del dispositiu en si, aquests microgeneradores necessiten una circuitería de gestió de potència i un dispositiu per recuperar i emmagatzemar l’energia recol·lectada. “Si a més es vol generar un node sense fil sensor complet, cal afegir un microcontrolador i un transceiver RF, que en l’actualitat elevarien el cost al voltant dels 10 euros. Similars nodes per a xarxes sensoras alimentats a piles solen vendre’s a un preu de 20-30 euros”, explica l’investigador de l’IMB-CSIC.

Un altre repte és aconseguir que les bateries recarregables que emmagatzemin aquesta microenergía tinguin una llarga durada i que els seus materials i procés siguin compatibles amb el silici. Per a això es desenvolupen microbaterías amb capes fines per disminuir la seva resistència elèctrica i amb una superfície efectiva molt alta.

Com funciona el dispositiu

El funcionament del dispositiu de “energy harvesting” (recol·lecció d’energia), basat en un generador piezoelèctric, consisteix a romandre dormits durant molt més temps que el que estan desperts (des de segons a hores o dies, depenent de l’aplicació), recollint dades, processant-los i transmetent-los, unes operacions que poden realitzar-se en pocs mil·lisegons. “L’energia pot recol·lectar-se a poc a poc i usar-se en un efímer impuls quan hi ha suficient acumulada”, segons Murillo.

Els materials piezoelèctrics s’han utilitzat des de fa més de cent anys per a infinitat d’aplicacions com el sonar, els encenedors, els injectors de combustible, sensors d’acceleració, etc. No obstant això, matisa l’investigador de l’IMB-CSIC, “el cas de les vibracions és una mica més complicat perquè el dispositiu ha de ser acuradament dissenyat perquè s’ajusti a la seva freqüència i magnitud”. En el nou projecte EnSO, format per 36 centres de recerca i empreses i amb un pressupost de gairebé 90 milions d’euros, “intentarem desenvolupar, a més, generadors intel·ligents que puguin modificar la seva freqüència natural de ressonància durant en funcionament”, agrega.

A més de les vibracions, també es pot captar energia de la diferència de temperatura o de les ones electromagnètiques. En aquest sentit, els investigadors de SINERGY treballen en un microgenerador termoelèctric que converteixi fluxos de calor en petites quantitats d’energia elèctrica.

RSS. Sigue informado

Et pot interessar:

Infografies | Fotografies | Investigacions