Dos investigaciones mejoran los generadores alimentados por vibraciones

Investigadores de la Universidad de Bristol han empezado a aplicar una nueva tecnología para mejorar el funcionamiento de generadores de energía que se alimentan con las vibraciones que captan en su entorno. En concreto, están usando sistemas de resonancia con elementos no lineales.

La incorporación de esta tecnología permitirá que los generadores, que actualmente sólo producen energía cuando captan vibraciones a una frecuencia, puedan funcionar también cuando recojan cualquier tipo de vibración (tenga la frecuencia que tenga) de su entorno. Según explica la revista The Engineer, gracias este avance, estos dispositivos tendrían muchas más aplicaciones que las actuales.

Los generadores de estas características usados en la actualidad sólo operan a una frecuencia. Incorporando elementos no lineales, el generador podría trabajar en una gama amplia de frecuencias de vibración.

Estos generadores usan una masa resonante situada al final de un muelle para amplificar las vibraciones ambientes que captan a su alrededor para que éstas pueden ser utilizadas.

En todas las frecuencias

Los actuales modelos de generadores de energía que funcionan con vibraciones sólo responden ante vibraciones a una determinada frecuencia, de la misma manera que la cuerda de una guitarra produce una sola nota. Si la frecuencia de la vibración varía, el generador ya no puede producir energía.

Los ingenieros responsables de esta investigación tienen previsto explorar formas de expandir el espectro de las frecuencias a las que estos dispositivos pueden responder. Esto ampliaría mucho sus usos.

Según los investigadores, se han hecho grandes avances en el desarrollo de energías renovables con gran capacidad, como la solar o la eólica. Sin embargo, los desarrollos de estas fuentes de energía a una escala menor han sido menos espectaculares.

La energía también puede extraerse a partir de vibraciones captadas en el medio ambiente. En muchos medios hay suficientes vibraciones como para generar energías de unos pocos milivatios sin que el generador sea muy voluminoso. La recogida de estas pequeñas cantidades de energía puede alimentar de forma ilimitada dispositivos muy útiles, como sensores inalámbricos.

El uso más normal de los sensores inalámbricos es para vigilar algunos aspectos del cuerpo humano, como la temperatura o la presión sanguínea. Otra de sus aplicaciones posibles es la monitorización de cambios en las condiciones de grandes edificios, la detección de tensiones inusuales o la vigilancia de la corrosión en el fuselaje de un avión.

10 veces más potentes

Casi coincidiendo en el tiempo, ingenieros de la Escuela de Electrónica e Informática de la Universidad de Southamton han anunciado otro adelanto relacionado con este tipo de generadores. En concreto, han desarrollado de un nuevo tipo de generador de energía cinética diez veces más potente que los fabricados hasta ahora.

La investigación ha sido liderada por el profesor Steve Beeby y su equipo y los resultados han sido publicados en un artículo publicado en la revista Journal of Micromechanics and Microengineering.

“Es el generador de estas características más exitoso creado hasta el momento, además produce energía más eficientemente que otros parecidos en tamaño”, comenta su creador, Steve Beeby, en un comunicado de la citada universidad.

El generador, que mide menos de un centímetro cúbico, ha sido financiado con más de 4 millones de euros por el proyecto europeo VIBES (Vibration Energy Scavenging). La idea de los ingenieros es usarlo como fuente de alimentación de sensores inalámbricos que monitorizan instalaciones industriales.

El resto de las aplicaciones van en esta línea. Así, con un desarrollo conveniente, se podría incorporar en sensores wireless instalados dentro de las ruedas de un coche, para saber en todo momento si están bien infladas. Asimismo, esta tecnología ofrece el potencial suficiente como para reemplazar o aumentar la carga de las baterías. El cambio periódico de baterías no es factible en ciertas aplicaciones y es poco atractivo en redes de sensores inalámbricos compuestas por centenares de estos dispositivos.

“La captación de la energía de las vibraciones ha llamado la atención como forma de alimentar nodos de sensores inalámbricos”, comenta Beeby. “La gran ventaja que proporcionan estos sensores es que nos permiten acceder de manera continuada a lugares antes inaccesibles”.