El Efecto Triboeléctrico (electrificación por frotación) podría convertirse en una fuente de abastecimiento energético opcional, discuten científicos norteamericanos quienes desean controlarla con una nueva tecnología
Los altos costos de electricidad, y la proliferación de aparatos electrónicos recargables que se vuelven en los vampiros insaciables de energía de nuestra era, continúan preocupando a los líderes mundiales, y al mismo tiempo a la industria tecnológica que se ve presionada por encontrar nuevas alternativas que sacien el hambre eléctrica de esos dispositivos.
En anteriores artículos hemos hablado sobre nuevas tecnologías que han logrado alimentar la electrónica de aparatos de manera remota, sin necesidad de conectarlos a la corriente eléctrica y simplemente recolectando la energía que se halla en el medio ambiente, dando paso al sector de ‘harvesting energy’.
Ya sea eólica, solar o geotérmica, todas las fuentes alternas de energía deben cumplir con la auto-sustentabilidad que prometen, y los circuitos integrados (ICs) compatibles con ‘harvesting energy’ se han materializado exitosamente, pero en esta ocasión, hablaremos de otra opción que parece estar fincada en las mentes de los desarrolladores de circuitos como la siguiente y más prometedora fuente alterna de energía: la Triboelectricidad.
Esta emanación energética proviene del Efecto Triboeléctrico, que no es otra cosa que la excitación de partículas a través de la frotación.
Esta nueva opción ha sido creada por investigadores de la Universidad Tecnológica de Georgia quienes presentaron una nueva tecnología presumiblemente más eficiente para alimentar a la microelectrónica, y que ha desatado una controversia sumando detractores que objetan la viabilidad de esta nueva alternativa.
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La nueva forma de recolección energética es mediante la Triboelectrificación. | |
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Profesor Zhong Lin Wang, jefe de esta comisión en el Georgia Tech. | |
En un comunicado de prensa la universidad explica cómo funciona la nueva propuesta.
De acuerdo al reporte, los investigadores y estudiantes que se han involucrado en este proyecto desarrollaron materiales poliméricos flexibles que resultan económicos y que responden a la frotación de su superficie generando electricidad, misma que es capturada y utilizada para alimentar a pequeños circuitos electrónicos.
Los aventurados científicos reconocen que aunque la energía estática no es nueva, sí resulta difícil crear un mecanismo que la genere constantemente, administrarla y extrayéndola para canalizarla a los circuitos.
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La Triboelectrificación se basa en la frotación de dos superficies para generar energía. | |
En la siguiente imagen se muestra cómo se genera la triboelectricidad siguiendo el esquema propuesto por los académicos del Georgia Tech, y se puede observar que entran en función dos materiales que se deslizan entre sus superficies uno con el otro, generando un espacio divisorio que crea a su vez un campo eléctrico, o bien, a través de golpes que producen energía durante el evento.
Para quienes se preguntan cuánta energía se logra producir con este mecanismo, el comunicado universitario señala que se alcanzan los 300W de salida, lo cual ya es significativo. Pero aun con eso, también aparecen otras cuestiones técnicas sobre el manejo de tal electricidad, ya que en términos de potencia, es importante considerar fenómenos inherentes a la estructura dieléctrica del mecanismo, flujos de la corriente y las propias cargas energéticas.
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Los investigadores del Georgia Tech argumentan que esta tecnología podrá abastecer de energía a la microelectrónica. | |
Los responsables argumentan que el volumen de densidad energética del nuevo sistema supera los 400 kW / m3 y una eficiencia mayor al 50%. Del mismo modo, la tecnología contiene el perfil necesario para dar paso al desarrollo de nuevos sensores auto-sustentables para detectar actividades como vibraciones, movimientos, fugas de agua, explosiones, y efectos como la caída de lluvia.
El equipo del profesor Zhong Lin Wang, jefe de esta comisión en el Georgia Tech, se ha dado a la tarea de reunir organismos de patrocinio como la Fundación Nacional de Ciencias, Departamento de Energía de EU, y el Instituto Nacional de Materiales de Japón, Academia China de Ciencias y la compañía Samsung, por mencionar algunos.
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Las pruebas que realizaron los investigadores permitieron hallar la viabilidad de esta tecnología para desarrollar circuitos ‘harvesting’. | |
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El sistema tribo-eléctrico fue probado incluso bajo el agua, donde las ondas provocaban que las superficies del módulo se movieran y generaran energía, lo que podría servir para alimentar boyas marítimas dedicadas a investigación oceanográfica, por un ejemplo. | |
“Estamos en condiciones de suministrar pequeñas cantidades de energía a aplicaciones móviles y sensores”, dijo Wang, también catedrático de la Facultad de Ciencia de los Materiales e Ingeniería del Georgia Tech. “El hecho de que una carga eléctrica se pueda producir a través triboelectrificación es bien conocida. Lo que hemos introducido es una técnica de separación que produce una caída de tensión, lo que conduce a un flujo de corriente con carga externa, permitiendo que dicha carga sea utilizada. Este generador puede convertir la energía mecánica al azar de nuestro medio ambiente en energía eléctrica”, puntualizó el investigador.
El transductor continuará siendo analizado por sus creadores a fin de demostrar que es completamente seguro y factible para crear suficiente energía como para alimentar equipos electrónicos con necesidades mayores.