Nanogenerador triboeléctrico evita incendios forestales.

Los incendios forestales representan una gran amenaza ya que pueden crecer rápidamente y volverse incontrolables originando cuantiosas pérdidas. Un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Michigan* diseñó y fabricó un sistema remoto de detección y alarma de incendios forestales alimentado por un nanogenerador triboeléctrico impulsado por el movimiento del follaje de los árboles debido al viento. Los detalles del dispositivo MC-TENG (nanogenerador triboeléctrico cilíndrico multicapa) se detallan en el artículo Multilayered Cylindrical Triboelectric Nanogenerator to Harvest Kinetic Energy of Tree Branches for Monitoring Environment Condition and Forest Fire publicado en la revista Advanced Functional Materials. 

El sistema de alarma de incendio autoalimentado puede producir energía eléctrica para los sensores de detección a través de la energía cinética originada por el movimiento de las ramas de los árboles en el bosque permitiendo el moni- toreo continuo de las condi- ciones ambientales sin requerir mantenimiento ni energía adi-cional. Los métodos tradicio-nales para detección de incendios forestales incluyen monitoreo satelital, patrullas en tierra, torres de vigilancia, entre otros, con altos costos laborales y financieros a cambio de una baja eficiencia. Las tecnologías actuales de sensores remotos son cada vez más comunes pero dependen principalmente de baterías para obtener energía. Aunque las células solares se han usan ampliamente en  sistemas autoalimentados, es difícil instalarlas en un bosque debido a la sombra o la cobertura de los exuberantes follajes.

Crédito: Changyong Cao y col*. Advance Functional Materials

La tecnología MC-TENG convierte la energía me-cánica externa, como el movimiento de una rama de árbo, en electricidad a través del efecto tribo-eléctrico (triboelectricidad: electricidad por frotamiento). La versión más simple del dispositivo consiste en dos fundas cilíndricas de ma- terial único que se ajustan entre sí. El manguito central está anclado desde arriba, mientras que el manguito inferior es libre de deslizarse hacia arriba-abajo y moverse de lado a lado, restringido solo por una banda conectiva elástica. A medida que las dos fundas se desincronizan, la pérdida intermitente de contacto genera la electricidad. Los MC-TENG están equipados con varias capas triboeléctricas jerárquicas lo que aumenta la salida eléctrica. La corriente generada se almacena esporádicamente en un micro supercondensador basado en nanotubos de carbono. El dispositivo se carga adecuadamente con ráfagas de viento cortas pero sostenidas, produciendo una potencia máxima de 2,9 mW y una potencia promedio máxima de 1,2 mW a una frecuencia baja de 1,25 Hz. Los investigadores equiparon el prototipo inicial con sensores de monóxido de carbono (CO) y de temperatura. La adición de un sensor de temperatura tiene la intención de reducir la probabilidad de falso positivo en la lectura de dióxido de carbono. El artículo proporciona una nueva solución para reducir el riesgo de incendio forestal a través de un sistema de monitoreo amplio y sostenible mediante la utilización efectiva de la energía cinética del entorno natural que se quiere preservar.

Infotmación complementaria:

Multilayered Cylindrical Triboelectric Nanogenerator ...