Transformar el calor residual y las buenas vibraciones en energía verde
Cada vez que caminamos o corremos, creamos energía. «Con cada paso que damos, ejercemos presión tanto sobre el suelo como sobre las suelas de nuestros zapatos, lo cual a su vez crea pequeñas vibraciones que producen energía», explica Cintia Mateo Mateo, investigadora principal de materiales avanzados en AIMEN Centro Tecnológico. Según Mateo, este fenómeno se denomina piezoelectricidad y podría utilizarse para generar electricidad. Por desgracia, toda esta energía se pierde. Del mismo modo, la diferencia de temperatura creada por el cuerpo cuando hacemos ejercicio podría transformarse en energía eléctrica. Sin embargo, al carecer de los materiales termoeléctricos adecuados, esta energía se desperdicia. No obstante, eso podría cambiar pronto, gracias en parte a los sistemas de captación de energía que AIMEN está desarrollando con el apoyo del proyecto InComEss, financiado con fondos europeos.
Generación de energía verde a partir de vibraciones mecánicas y calor residual térmico
El equipo del proyecto se propuso demostrar cómo pueden utilizarse dispositivos piezoeléctricos y termoeléctricos para aprovechar las vibraciones mecánicas o las diferencias de temperatura disponibles y utilizarlas para generar energía verde con la que alimentar red de sensores inalámbricos (WSN, por sus siglas en inglés). Pero no hay que preocuparse: el equipo del proyecto no pretende conectar esos dispositivos a los humanos y convertirnos en hámsteres productores de energía. «Nuestro objetivo era recoger y almacenar la energía de las vibraciones y el calor residual producidos en los sectores automovilístico y aeroespacial», explica Mateo, coordinadora del proyecto. Por ejemplo, en un estudio de caso, se acopló un generador termoeléctrico al sistema de escape de un vehículo, donde podía generar electricidad a partir de la diferencia de temperatura provocada cuando el coche empieza a circular. «Utilizando la energía recolectada pudimos controlar el nivel de combustible de un vehículo cada un minuto y medio a dos minutos, en función de las condiciones de conducción y el flujo de gases de escape», añade Mateo. En cuanto al escenario aeroespacial, el equipo del proyecto fijó un generador piezoeléctrico y termoeléctrico combinado a las alas de un avión. El sistema transforma tanto las vibraciones como las diferencias de temperatura que se producen en el ala en energía eléctrica que puede utilizarse para transmitir datos a una plataforma de internet de las cosas (IdC) cada par de minutos.
Energía insuficiente para alimentar los nodos sensores inalámbricos
Aunque los prototipos eran capaces de generar electricidad a partir de vibraciones mecánicas o calor residual térmico, no era suficiente para alimentar completamente las WSN. «Con la intención de no desaprovechar una oportunidad, decidimos utilizar los casos prácticos para probar el funcionamiento del circuito acondicionador, los supercondensadores de almacenamiento, las comunicaciones inalámbricas por sensores y las plataformas del IdC, entre otros componentes», remarca Mateo. En este caso, los investigadores demostraron que, cuando se integran con el circuito acondicionador y los generadores, los supercondensadores pueden almacenar la energía cosechada. También demostraron la capacidad del circuito de acondicionamiento de potencia desarrollado para aumentar la eficiencia de la transferencia de energía entre los generadores y la electrónica de uso final.
Una piedra angular para los sistemas de captación de energía del futuro
Aunque queda trabajo por hacer, el proyecto InComEss es la piedra angular sobre la que se construirán los sistemas de captación de energía del futuro. «Al demostrar con éxito la posibilidad de utilizar sistemas de captación de energía para alimentar nodos de sensores inalámbricos, no solo hemos contribuido al avance de los mercados de sensores e IdC, sino que también estamos apoyando la transición a la energía verde», concluye Mateo. Además de seguir mejorando los generadores de energía, los investigadores del proyecto estudian utilizarlos para alimentar una serie de sensores de bajo consumo.
Palabras clave
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