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Carga la batería de tu móvil mientras caminas

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Realmente, si una compañía de telefonía nos dice que es posible que la batería de nuestro terminal se cargue mientras caminamos o nos movemos, nos interesaríamos positivamente en el invento. Nos olvidaríamos por fin del engorroso cargador que, si tienes una frecuencia alta de uso del teléfono móvil, puede incomodarte bastante el hecho de tener que estar enchufado mientras hablas. Pero, ¿es posible pensar siquiera que se puedan cargar las baterías aprovechando el movimiento mientras caminamos?

Los materiales piezoeléctricos tienen la simpática propiedad de convertir energía mecánica en energía eléctrica y al contrario. Son transductores naturales. El cuarzo es un buen ejemplo de material piezoeléctrico natural: cuando se aplica presión sobre una piedra de cuarzo, la energía mecánica se convierte en enería eléctrica y viceversa, si se aplica tensión a la piedra, reaccionará vibrando, por ejemplo. Si la presión mecánica que se aplica se hace con una determinada frecuencia, obtendremos una señal eléctrica bastante interesante popr sus propiedades periódicas, de potencia, etc... De ahí su uso generalizado en relojería, y también como sensores y actuadores. La idea básica para que el proceso de cargar la batería del móvil aprovechando nuestro movimiento es utilizar materiales piezoeléctricos. Pero no queda ahí la cosa. Esto sólo será útil si somos capaces de aprovechar eficientemente la conversión de energía, y ahí es donde empiezan las dificultades. Una parte de la energía mecánica (movimiento, por ejemplo) se almacena en forma de energía eléctrica, y otra parte en forma de energía elástica. Para conocer la cantidad de energía eléctrica que obtenemos en el proceso utilizamos el llamado factor de mérito del material piezoeléctrico, que no es más que la razón entre la energía eléctrica obtenida en el proceso y la energía mecánica utilizada como entrada al sistema.

La eficiencia de un sistema basado en materiales piezoeléctricos no es grande. Debemos tener en cuenta muchas cosas a la hora de obtener una cantidad razonable de energía eléctrica: la cantidad de deformación del material, la frecuencia con la que deformemos dicho material, las propiedades aislantes de la pieza... Obtenemos señales eléctricas de alto voltaje y baja intensidad, y además debemos diseñar, adicionalmente, un circuito que maximice la transferencia de potencia (para no tener aún más pérdidas) y que sea capaz de entregar a la batería la potencia necesaria para cargarse, y además de forma constante.

Parecen muchas dificultades para utilizar estos materiales, pero existe una técnica denominada de recolección de energía (energy harvesting) que combinada con el uso de materiales piezoeléctricos puede dar buenos resultados.

En 1998, en el MIT(Massachussets Institute of Technology) demostraron que podían generar potencias de entre 20mW y 80mW de valor de pico y entre 1 y 2 mW de valor medio introduciendo un generador piezoeléctrico en las suelas de los zapatos y enviar una señal RFID de 12 bits con éxito. Entonces, lo que haría falta sería conseguir acoplar esa potencia al circuito de carga de la batería. Esto es realmente engorroso, y ahí es donde se centran los esfuerzos actuales en esta línea de investigación: los dispositivos realizados hasta ahora son demasiado grandes para las bajas potencias obtenidas, de ahí que se piense en la nanotecnología como la salida para este problema, que sin duda se convertirá en un gran avance en el terreno de la telefonía móvil y la autonomía de las baterías si se llega a obtener un producto comercial viable, y sobre todo, eficiente.

Vía | Motorola Nanotechnology Blogs

En Genciencia | Energía a cada paso

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