Alimentar un dispositivo es sencillo: o lo conectamos a la corriente o lo equipamos con una batería. Es algo que usamos en nuestro día a día en decenas de dispositivos y es efectivo. Sin embargo, se convierte en un problema cuando lo que queremos es dar energía a un dispositivo inalámbrico que necesita muy, muy poca, pero que es tan pequeño que una pila no valdría. Para solucionarlo, han encontrado una forma de generar electricidad con plásticos, eliminando la necesidad de baterías o corriente y dando otro uso a ese elemento que tanto nos cuesta eliminar.
Y es un mecanismo similar al de los mecheros de 'clic' de toda la vida.
Piezoelectricidad. En un mechero de piedra, el roce entre la rueda metálica y esa piedra produce una chispa que enciende el gas. Sin embargo, en los mecheros sin piedra, el fuego se produce gracias a que el gas se enciende mediante una chispa que se genera al aplicar un impacto sobre un diminuto trozo de cuarzo. En ese momento, se comprime el cuarzo, se produce una deformación que polariza su carga y salta la chispa.
A eso se le llama efecto piezoeléctrico y fue descubierto en 1881. Es algo que también se da en algunos relojes (los de cuarzo) y lo bueno es que el material su forma, por lo que se puede aplicar esa deformación repetidamente y durante bastante tiempo sin necesidad de mantenimiento.
Dinamo 2.0. Estas descargas eléctricas piezoeléctricas son poco potentes. Pueden dar un mínimo ‘pinchazo’, pero no son peligrosas y, aunque hay ejemplos en los que se usan para generar la iluminación de una sala (como suelos de pistas de baile), no hay que pensar en la piezoelectricidad como una alternativa para iluminar una ciudad o, incluso, una casa. Sin embargo, son lo suficientemente potentes como para alimentar algunos dispositivos y eso es en lo que investigadores del Instituto de Materiales Joanneum Research en Weiz están trabajando.
Jonas Groten es el coordinador del proyecto y ha explicado en Futurezone que, si hay un sistema que se pueda miniaturizar tanto como para entrar en un mechero, también se puede imprimir en una lámina de plástico. Así es como han ideado un “dispositivo” extremadamente delgado que cuenta con propiedades piezoeléctricas y que puede colocarse en la cámara de un neumático para que el usuario tenga en tiempo real información sobre la presión y si se producen pérdidas de aire. Ya hay sensores NFC de este tipo, pero para que se produzca la lectura, el neumático debe estar parado. Con el nuevo sistema, no existe esa limitación.
Turbinas eólicas. Es un caso muy concreto, pero otro ejemplo sería el de los molinos de viento. En los aerogeneradores existen unos sensores que ofrecen información en tiempo real a los operarios. Por ejemplo, si hay problemas con alguna parte del molino, si hay una helada y si, en definitiva, necesita mantenimiento.
Estos sensores suelen estar alimentados con pequeñas células solares, pero un problema que expone Groten es que, en algunas zonas del mundo en las que los inviernos son largos y la luz no abunda, puede que a veces sea un problema alimentar los sensores. El sistema piezoeléctrico sería como una 'tirita' que se añade al rotor y manda la información al receptor, solucionando el problema de la energía (ya que el propio giro de las aspas alimentaría el sistema) y reduciendo el mantenimiento de ese sensor.
Poquita energía. ¿Y si empezamos a poner 'tiritas energéticas' en todas partes para generar electricidad? Eso suena tentador, ya que si el sistema piezoeléctrico genera energía con la deformación, podría ser buena idea llenar las aceras, las carreteras, las ruedas de los coches o hasta las pistas de baloncesto con esta solución para generar electricidad que ayude como una fuente más de energía limpia. Sin embargo, no es tan fácil.
Groten afirma que su rendimiento energético está en el orden de los milivatios, por lo que no es una alternativa viable actualmente y "su aplicación como central eléctrica no es viable". El objetivo parece más bien "sustituir una batería hecha de materiales tóxicos y modernizar los sistemas con sensores inalámbricos económicos y que pueden imprimirse a gran escala". Algo diferente, y muy interesante, es la pintura fotovoltaica.
Otras aplicaciones. Lo que sí podría ser viable es la integración de estos dispositivos en el suelo de algunos edificios. Por ejemplo, colocar una película bajo el revestimiento de un suelo radiante que mande información a la calefacción, pero también en el suelo de una residencia de ancianos para que actúe como detector de caídas. Si una persona se cae, se mandaría un aviso inmediatamente al sistema central.
El equipo afirma que son aplicaciones que aún no se están implementando, pero en sus diferentes pruebas en diversos escenarios han sido "bastante exitosas". Veremos cómo evoluciona esta tecnología, ya que lo cierto es que hay muchas aplicaciones posibles que no van a hacer que la factura de la luz baje en nuestro día a día, pero que sí pueden llenar de sensores dispositivos 'tontos' o alimentar algunos sistemas de objetos cotidianos.
Imagen | Symphony-H2020
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