Saltar o menú de navegación e ir ao contido

EROSKI CONSUMER, o diario do consumidor

Buscador

logotipo de fundación

Canles de EROSKI CONSUMER


Estás na seguinte localización: Portada > Medio ambiente > Enerxía e ciencia

Este artigo foi traducido por un sistema de tradución automática. Máis información, aquí.

Producir enerxía das vibracións ambientais

As vibracións ambientais poderían recargar de forma ecolóxica os millóns de sensores que se utilizan xa de maneira cotiá

Img energia vibraciones hd Imaxe: Sinergy

Os sensores e aplicacións móbiles están a volverse comúns nas nosas vidas, e cada vez serano máis, como nas cidades intelixentes“. Para cargar estes aparellos de forma ecolóxica desenvolveuse un microdispositivo que extrae a enerxía das vibracións ambientais. Os seus responsables, con participación española, traballan con varias tecnoloxías para que chegue aos cidadáns. Este artigo sinala os aparellos que se recargan coas vibracións ambientais, os seus principais retos e como funcionan.

Aparellos que se recargan coas vibracións ambientais

Img energia vibraciones
Imaxe: Sinergy

En calquera lugar é normal xa atopar todo tipo de sensores e aplicacións móbiles: de presión nos pulsímetros que levan os corredores ou dentro dos pneumáticos de vehículos; de aceleración dos teléfonos móbiles; de temperatura ou de humidade nas casas; de dispositivos médicos miniaturizados; para detectar redes wifi; de gases en ambientes industriais; de temperatura en cociñas intelixentes; de movemento, etc.

Na próxima década podería haber unha rede global con billóns de sensoresNos próximos anos, esta tendencia experimentará un crecemento enorme. A denominada “Internet das cousas” fará que moitas delas conéctense a unha rede sen fíos para proporcionar todo tipo de información e servizos. Unha das posibles aplicacións será o das “cidades intelixentes” que, entre outras cousas, farán máis eficiente o consumo de enerxía ou auga. Algunhas estimacións sinalan que se pasou de 10 millóns de sensores no mundo en 2007 a 10.000 millóns en 2013 e espérase que na próxima década podería haber unha rede global con billóns de sensores.

A cuestión é como proporcionar enerxía de forma sustentable a todos estes sensores e aplicacións. Unha posible solución está en aproveitar a enerxía liberada polas vibracións e o movemento en xeral. É a proposta do proxecto SINERGY, no que participan nove centros europeos, entre eles o Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CSIC). Gonzalo Murillo, un dos investigadores do centro, argumenta que enchufarlos á rede eléctrica de forma permanente é algo por completo inviable desde o punto de vista económico e ecolóxico. “Imaxinemos se ese billón de pequenos dispositivos tivesen que alimentarse cunha pila ou batería e substituírse ou recargarse periodicamente”, argumenta.

O proxecto SINERGY, que conta cun orzamento de case 4,8 millóns de euros, desenvolveu un dispositivo máis pequeno que o tamaño dunha moeda dun céntimo (como se aprecia na imaxe). A cantidade de enerxía obtida é tamén pequena, pero suficiente para recargar a batería dun sensor de reducidas dimensións. Murillo explica que o microdispositivo aproveita vibracións de moi pequena intensidade, como as de maquinaria, ambientes industriais, edificios, pontes, vehículos, xanelas próximas a ambientes ruidosos, etc. “Trátase de vibracións que a maioría das veces non notamos, resultan mesmo case imperceptibles cando pomos a man sobre os devanditos obxectos”, engade.

Principais retos da enerxía das vibracións

Un dos principais desafíos é a produción a gran escala e a baixo prezo. Para iso proban diversas tecnoloxías baseadas no silicio. O responsable do dispositivo apunta que o custo actual de fabricación dun dispositivo é dun cinco euros, pero que, grazas a outras tecnoloxías máis flexibles, poderíanse fabricar por menos de dous euros. No entanto, o investigador lembra que o seu importe unitario diminúe ao aumentar o número de unidades fabricadas.

Ademais do dispositivo en si, estes microgeneradores necesitan unha circuitería de xestión de potencia e un dispositivo para recuperar e almacenar a enerxía colleitada. “Se ademais quérese xerar un nodo inalámbrico sensor completo, hai que engadir un microcontrolador e un transceiver RF, que na actualidade elevarían o custo ao redor dos 10 euros. Similares nodos para redes sensoras alimentados a pilas adoitan venderse a un prezo de 20-30 euros”, explica o investigador do IMB-CSIC.

Outro reto é conseguir que as baterías recargables que almacenen esa microenergía teñan unha longa duración e que os seus materiais e proceso sexan compatibles co silicio. Para iso desenvólvense microbaterías con capas finas para diminuír a súa resistencia eléctrica e cunha superficie efectiva moi alta.

Como funciona o dispositivo

O funcionamento do dispositivo de “energy harvesting” (recolección de enerxía), baseado nun xerador piezoeléctrico, consiste en permanecer durmidos durante moito máis tempo que o que están espertos (desde segundos a horas ou días, dependendo da aplicación), recollendo datos, procesándoos e transmitíndoos, unhas operacións que poden realizarse en poucos milisegundos. “A enerxía pode colleitarse aos poucos e usarse nun efémero impulso cando hai suficiente acumulada”, segundo Murillo.

Os materiais piezoeléctricos utilizáronse desde fai máis de cen anos para infinidade de aplicacións como o soar, os chisqueiros, os inyectores de combustible, sensores de aceleración, etc. Con todo, matiza o investigador do IMB-CSIC, “o caso das vibracións é algo máis complicado porque o dispositivo ha de ser coidadosamente deseñado para que se axuste á súa frecuencia e magnitude”. No novo proxecto EnSO, formado por 36 centros de investigación e empresas e cun orzamento de case 90 millóns de euros, “tentaremos desenvolver, ademais, xeradores intelixentes que poidan modificar a súa frecuencia natural de resonancia durante en funcionamento”, agrega.

Ademais das vibracións, tamén se pode captar enerxía da diferenza de temperatura ou das ondas electromagnéticas. Neste sentido, os investigadores de SINERGY traballan nun microgenerador termoeléctrico que converta fluxos de calor en pequenas cantidades de enerxía eléctrica.

RSS. Sigue informado

Pódeche interesar:

Infografía | Fotografías | Investigacións