sábado, 26 de septiembre de 2015

Nanogeneradores triboeléctricos en ropa inteligente, mochilas y neumáticos.

Se denomina triboelectricidad al fenómeno de electrificación u obtención de electricidad generalmente por  frotamiento entre dos superficies. A partir del año 2012 se disparó la construcción de nanogeneradores triboeléctricos (TENG) para variados usos.
Científicos del Georgia Tech, liderados por el Dr. Zhong Lin Wang, trabajan en un TENG tendiente a eliminar las baterías, haciendo de esta tecnología un concepto atractivo y económico para los consumidores. Un nanogenerador triboeléctrico es instalado en una mochila y, cada vez que la llevamos en la espalda, una serie de tarjetas compuestas por una capa de aluminio con nanoporos y otra de cobre con nanocables entran en contacto generan cargas eléctricas. Un grupo de resortes permite a las tarjetas regresar a su posición original, repitiéndose el proceso en cada paso. Un prototipo basado en una mochila de dos kilogramos generó un vatio de potencia en una simple caminata, algo como cinco voltios a 200 miliamperios. Los números son bajos como para recargar a un smartphone pero todo es cuestión de tiempo y de diseños más elaborados. En el artículo titulado: Nanogeneradores triboeléctricos como una nueva tecnología en energía y sensores autosustentables.  Principios, problemas y perspectivas explican distintos experimentos enfocados a producir triboelectricidad a partir de diferentes fuentes como el movimiento biomecánico del cuerpo, vibraciones producidas cuando caminamos, cuando presionamos la mano, cuando pisamos, cuando frotamos materiales, el movimiento del cabello con el aire, ondas acuáticas e incluso por el sonido, entre otros.
Un  grupo de investigadores de la Universidad de Wisconsin-Madison, junto a científicos de China conducidos por el Dr. Xudong Wang, lograron desarrollar un nanogenerador para recoger la energía que se desprende del roce entre el neumático y la carretera. Son nanogeneradores con un solo electrodo incorporado en el neumático. Cuando la parte del neumático con el electrodo entra en contacto con el pavimento la fricción entre el caucho y el asfalto crea una capa eléctrica debido al efecto triboeléctrico. La cantidad de energía producida es proporcional al peso del coche y a su velocidad. Desde hace años se estima una perdida de energía por rozamiento entre el coche y la carretera de hasta un 10% del consumo total del vehículo. Esta energía se desperdicia y el objetivo es recuperar una parte de la misma para mejorar la eficiencia de los autos eléctricos. Significaría en un coche eléctrico con 200 kilómetros de autonomía un incremento  entre 10 y 15 kilómetros de recorrido.
Los nanogeneradores triboeléctricos permiten vislumbrar la confección de ropa inteligente con  microLEDs, microsensores y otros dispositivos para monitorear el estado físico de los usuarios, sistemas de control remoto, por ejemplo, para el acceso a los coches sin necesidad de llaves o simplemente para dar un toque tecnológico a las prendas, brazaletes, relojes …
Nanogeneradores, una forma de recuperar energía, un caminar sustentable.

Lectura complementaria:
Qué hace y dónde trabaja un nanotecnólogo.