Imagine que puede recargar sus teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas y ordenadores portátiles sin depender de enchufes eléctricos, de la energía solar, ni de baterías externas, y sin que tampoco importe el lugar donde se encuentre.
Dos ingenieros mecánicos de la Universidad de Wisconsin-Madison, UW-M en Wisconsin lo acaban de hacer posible, al desarrollar un innovador sistema que permitirá recargar las baterías conectándolas mediante un cable a los zapatos.
El profesor Tom Krupenkin y el científico J. Ashley Taylor han conseguido que la recarga de dispositivos móviles también sea móvil, al aprovechar la energía que generan sus usuarios mientras caminan.
Este sistema es capaz de captar 10 watt por zapato, varias veces más que lo que requiere un smartphone. Esta innovadora tecnología de captura y almacenamiento de energía podría reducir nuestra dependencia de las baterías y garantizar que dispongamos de electricidad sin importar donde estemos, según la UW-M.
Krupenkin y Taylor han desarrollado esta tecnología para capturar la energía del movimiento humano que puede integrarse dentro de la suela del calzado convencional y que permite "cosechar" la energía mecánica producida por la persona que lo lleva cuando está caminando, convertirla en electricidad y almacenarla para su uso posterior, según esta universidad.
Este "calzado generador de energía", que ha sido probado con éxito en zapatillas deportivas, podría ser muy útil para los militares, ya que los soldados llevan pesadas baterías para alimentar sus radios, unidades GPS y gafas de visión nocturna, y para las personas que viven en zonas remotas o en países en desarrollo que carecen de redes eléctricas adecuadas.
Consultado acerca de los próximos pasos que piensa dar para hacer llegar esta tecnología al público, Krupenkin señala: “nos estamos enfocando en desarrollar las relaciones con aquellos potenciales clientes que podrían estar interesado en la incorporar este sistema colector de energía en sus productos de calzado".
BUSCANDO SINERGIAS EMPRESARIALES
Este investigador está buscando junto con Taylor asociarse con la industria y comercializar su sistema a través de su compañía emergente InStep Nanopower y ya está trabajando en colaboración con el fabricante de calzado Vibram.
"El caminar humano conlleva una gran cantidad de energía" afirma Krupenkin.
Según este investigador, los cálculos muestran que este sistema puede producir hasta 10 watt por zapato, aunque esa energía se desperdicia en forma de calor.
“Generar un total de 20 watt al caminar no es poca cosa, si se compara con las necesidades de alimentación eléctrica de la mayoría de los dispositivos móviles modernos”, enfatiza.
Krupenkin señala también que aprovechar solo una pequeña cantidad de esa energía “es suficiente para abastecer a una amplia gama de dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes, tabletas electrónicas, ordenadores portátiles y linternas LED”, y destaca que “un teléfono inteligente típico requiere menos de dos vatios”.
Krupenkin y Taylor han desarrollado una innovadora tecnología de captación de energía que se basa en la "electro-humectación inversa".
Este fenómeno, consiste en que “cuando un líquido conductor interactúa con una superficie recubierta de película extremadamente fina o nano-película, la energía mecánica que se aplica en el contacto entre ambos elementos, se convierte directamente en energía eléctrica”, indica el experto.
“Este método puede generar energía eléctrica utilizable, pero requiere una fuente primaria de energía mecánica, que está vibrando o girando rápidamente”, de acuerdo a Krupenkin.
BURBUJAS QUE PRODUCEN CORRIENTE
Para aprovechar este fenómeno los investigadores desarrollaron lo que denominan “método burbujeador ", que combina la electrohumectación inversa con el crecimiento y el colapso de las burbujas del líquido conductor utilizado en este sistema.
El dispositivo de burbujeo de los investigadores, que no contiene partes mecánicas móviles, consiste en dos placas planas separadas por un pequeño hueco lleno de un líquido conductor.
“La placa inferior está cubierta por una serie de diminutos agujeros a través de los cuales se forman burbujas bajo los efectos de un gas a presión. Dichas burbujas crecen hasta que son lo bastante grandes como para tocar la placa superior, lo que hace que colapsen”, señalan los ingenieros mecánicos.
“El veloz crecimiento repetitivo y colapso de las burbujas, empuja el fluido conductor de ida y vuelta entre amabas placas, generando así la carga eléctrica”, según Krupenkin y Taylor.
Su técnicamente denominado "colector de energía integrado en el calzado" podría alimentar directamente los diferentes dispositivos móviles a través de un cable de carga, o bien podría acoplarse a un punto de acceso Wi-Fi, empotrado dentro de un zapato y que actuaría como "intermediario" entre los dispositivos móviles y una red inalámbrica, según indican los científicos de la UW-M.
Señalan que una de las consultas más frecuentes es si este sistema hace que los usuarios se cansen más rápidamente al caminar, al ser forzados a hacer un esfuerzo adicional para proporcionar más energía al colector incorporado a su calzado.
Krupenkin y Taylor lo aclaran: “la energía mecánica que se convierte en energía eléctrica durante el proceso de recolección es la que se perdería de todos modos en forma de calor, independiente de si el calzado lleva incrustado el colector o no”.
“Por otra parte, la batería está en un recinto hermético, que la aísla del medioambiente, evitando cualquier posible daño al usuario, y además cuenta con unos circuitos electrónicos de seguridad que evitan que se produzca un cortocircuito eléctrico bajo ninguna circunstancia, por ejemplo, cuando los zapatos se mojan”, matizan.
“Asimismo, la presencia de una cámara con líquido en las suelas, no altera las sensaciones ni la comodidad al caminar”, concluyen los investigadores.
kal