¿Será la búsqueda de energía la próxima gran novedad? ¡Vamos a pisotear!€ €

¿Será la búsqueda de energía la próxima gran novedad? ¡Vamos a pisotear!

El campo de la «captación de energía» o «recolección» se trata de capturar las pequeñas cantidades de energía que se desperdician constantemente. ^{[1, 2]}. La mayoría de las tareas producen un exceso de calor, luz, vibraciones y movimiento, que en su mayoría se desperdicia. Se ha diseñado una variedad de tecnologías innovadoras para interactuar con cualquier sistema donde se ejerce una fuerza y ​​capturar la energía que normalmente se desperdiciaría. Las formas en que los seres humanos interactúan con su entorno también son un candidato principal para la captación de energía.

Durante miles de años, la mayor parte de la tecnología fue impulsada por la fuente de energía más renovable de todas, los músculos de la persona que la usa. Los dispositivos accionados por manivela y pedal se utilizaron para una variedad de propósitos hasta mediados de los años 20.^th siglo, y las bicicletas siguen siendo muy populares en la actualidad.

Sin embargo, la desventaja de los dispositivos impulsados ​​por humanos es que requieren mucho trabajo para su uso. A medida que otras fuentes de energía se volvieron cada vez más fáciles de aprovechar, la pereza humana ganó cada vez más. Ahora, la electricidad barata es el elemento vital de nuestra sociedad tecnológica y siempre estamos buscando nuevas formas de generarla. Una solución vuelve a la potencia muscular, aunque de una manera muy diferente a las máquinas tradicionales impulsadas por humanos.

El cuerpo humano es un sistema muy eficiente para extraer energía de los alimentos y convertirla en calor y trabajo. Siempre que nos movemos, utilizamos parte de la energía de nuestra última comida, pero mucha de esta se desperdicia. Los investigadores han analizado la fuerza que ejercemos sobre nuestro entorno cuando realizamos diversas tareas, como caminar y utilizar teclados. Resulta que normalmente ejercemos más fuerza de la que realmente necesitamos para completar una tarea. Lo que significa que parte de esa fuerza se puede capturar y convertir en electricidad sin hacer que la tarea sea más difícil.

Estos sistemas de recolección de energía utilizan cristales piezoeléctricos. ^[3]. “Piezoeléctrico” significa “electricidad a presión”, y eso es precisamente lo que hacen estos materiales. Cuando se comprime un cristal piezoeléctrico, genera una carga eléctrica. Los cristales piezoeléctricos solo generan una cantidad muy pequeña de electricidad, pero cuando se despliegan muchos de ellos pueden producir una corriente significativa.

Se han realizado varios experimentos colocando matrices de cristales piezoeléctricos en suelos y pavimentos. Cada vez que damos un paso estamos aplicando una fuerza al suelo, tanto impulsándonos hacia adelante como generando una pequeña cantidad de electricidad. Esto podría usarse para alimentar las farolas cercanas. Algunos clubes ahora son pioneros en esta tecnología, al colocar cristales piezoeléctricos en la pista de baile, para capturar energía a medida que sus clientes se mueven. ^[4].

Algunas tecnologías solo producirán unos pocos microvatios, pero si los generadores se vuelven lo suficientemente ubicuos, esto no debería ser un gran problema. Se estima que una loseta de pavimento piezoeléctrica podría producir un vatio cada vez que alguien la pise. Esto no es mucho, pero si se coloca en una calle concurrida, en el transcurso de un día generará una cantidad útil de energía.

Existe una amplia gama de aplicaciones para esta tecnología. Algunos sistemas de captación de energía se integrarán en las máquinas que usamos, capturando electricidad cuando escribimos o presionamos botones y pantallas. ^[5]. Otros serán ponibles. Se ha diseñado un generador de rodilla que monitorea sus movimientos mientras camina y elimina la energía del exceso de movimiento. ^[6]. Algunos dispositivos pueden dificultar un poco la realización de una tarea, mientras que la mayoría están diseñados para pasar desapercibidos.

Los avances en la captación de energía son cada vez más innovadores, ya que capturan energía de fuentes tan diversas como vibraciones y radiación electromagnética ambiental. ^[7]. A diferencia de los sistemas impulsados ​​por humanos, estos tienen aplicaciones en el campo de los sensores distribuidos para el monitoreo ambiental. Si va a colocar un sensor en una ubicación remota, desea que pueda mantenerlo funcionando sin mucho mantenimiento. ^[8]. Si solo necesita un nivel muy bajo de energía para funcionar, entonces se puede extraer del medio ambiente, en lugar de tener que conectarlo a una red de distribución de electricidad.

Referencias

1. The Institute of Physics: Energy Harvesting.

2. The Institute of Physics: Energy Harvesting Materials

3. Nano Motion: el efecto piezoeléctrico

4. Ciencia popular: cosecha de energía de los seres humanos.

5. Diario de recolección de energía

6. Actas del IEEE: Recolección de energía del movimiento humano y de las máquinas para dispositivos electrónicos inalámbricos (enlaces a PDF)

7. Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos: tres tecnologías para aprovechar la energía ambiental

8. Soluciones de ingeniería MIDE: aprovechamiento de la energía de las vibraciones

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