Científicos del Instituto de Microelectrónica de Barcelona han desarrollado un dispositivo que obtiene energía de las vibraciones ambientales. De tamaño milimétrico, permitiría alimentar pequeños sensores o dispositivos que no requieran demasiada potencia para funcionar.
El dispositivo, aquí uno de los primeros prototipos, es más pequeño que una moneda de 1 céntimo de euro. Las vibraciones y el movimiento en general liberan energía que puede ser captada si se acoplan, a aquello que se mueve, generadores con baterías secundarias o condensadores que almacenen la energía.
Esta es la idea que impulsaba el proyecto europeo SINERGY. Uno de sus resultados es un pequeño dispositivo, basado en un generador piezoeléctrico, que captura la energía de las vibraciones. El dispositivo, ya patentado, se puede fabricar a gran escala con la actual tecnología de silicio, y ha sido diseñado para reducir las pérdidas y para facilitar su integración con otros dispositivos electrónicos.
El dispositivo obtiene energía de los movimientos mecánicos generados por el ambiente
El sistema es capaz de obtener energía de los movimientos mecánicos generados por el ambiente. Gonzalo Murillo, investigador del Instituto de Microelectrónica de Barcelona que ha liderado el desarrollo, explica que puede obtener energía de vibraciones de muy pequeña intensidad, como las presentes en todo tipo de maquinaria, ambientes industriales, edificios, puentes, vehículos, ventanas cercanas a ambientes ruidosos o en definitiva, muchos de los objetos que nos rodean. “Se trata de vibraciones que la mayoría de las veces no notamos, resultan incluso casi imperceptibles cuando ponemos la mano sobre dichos objetos. El dispositivo puede trabajar con vibraciones de muy baja amplitud”.
Otro de los prototipos del dispositivo. Para ello, el dispositivo es diseñado con tal de ajustarse a la frecuencia de las vibraciones de las que obtendrá la energía, en función de la aplicación. A dicha frecuencia, el dispositivo entra en resonancia, aumentando la amplitud de vibración en varios órdenes de magnitud y permitiendo captar dicha energía mecánica mediante el efecto piezoeléctrico. Dado su pequeño tamaño y su facilidad de integración, puede acoplarse con prácticamente cualquier sensor. “Además, la posibilidad de integrar monolíticamente circuitería de gestión de potencia, nos permite obtener un microgenerador completo en un único chip de unos milímetros cúbicos”, remarca Gonzalo.
Hoy en día, existen innumerables aplicaciones que incorporan sensores: sensores de presión en los pulsímetros que llevan los corredores o dentro de los neumáticos de vehículos; de aceleración de los teléfonos móviles; de temperatura o de humedad, en las casas; sensores de dispositivos médicos miniaturizados; sensores de gases en ambientes industriales; sensores de temperatura en cocinas inteligentes; sensores de movimiento…
Se aventura que en la próxima década existirán en la red global billones de sensores. El concepto del Internet de las cosas (IoT) permitirá interconectar todos estos sensores que nos rodearán en nuestro día a día, permitiendo la creación de ambientes y ciudades inteligentes (Smart Cities). En este escenario, dicen los expertos, prescindir del uso de baterías y del mantenimiento de dichos sensores es indispensable. Extraer energía del ambiente para alimentar esta inmensa red de sensores es la solución que ofrece este dispositivo y el objetivo principal del proyecto SINERGY.
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