Microrredes portátiles: impulsadas por el sudor

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  Previsión Quantumrun
• Enero 4, 2023

Resumen de información

Las aplicaciones de tecnología portátil incluyen monitoreo de la salud humana, robótica, interfaz hombre-máquina y más. El progreso de estas aplicaciones ha llevado a una mayor investigación sobre dispositivos portátiles que pueden autoalimentarse sin dispositivos adicionales.

Contexto de microrredes portátiles

Los investigadores están explorando cómo los dispositivos portátiles pueden beneficiarse de una microrred personalizada de energía del sudor para ampliar sus capacidades. Una microrred portátil es una colección de componentes de recolección y almacenamiento de energía que permiten que la electrónica funcione independientemente de las baterías. La microrred personal está controlada por un sistema de detección, visualización, transferencia de datos y gestión de interfaz. El concepto de la microrred portátil se derivó de la versión "modo isla". Esta microrred aislada comprende una pequeña red de unidades de generación de energía, sistemas de control jerárquicos y cargas que pueden operar independientemente de la red eléctrica primaria.

Al desarrollar microrredes portátiles, los investigadores deben considerar la potencia nominal y el tipo de aplicación. El tamaño del recolector de energía se basará en la cantidad de energía requerida por la aplicación. Por ejemplo, los implantes médicos tienen un tamaño y espacio limitados porque requieren baterías grandes. Sin embargo, al utilizar el poder del sudor, los implantables tendrían el potencial de ser más pequeños y versátiles.

Impacto disruptivo

En 2022, un equipo de nanoingenieros de la Universidad de San Diego, California, creó una "microrred portátil" que almacena energía del sudor y el movimiento, proporcionando energía para dispositivos electrónicos diminutos. El dispositivo comprende celdas de biocombustible, generadores triboeléctricos (nanogeneradores) y supercondensadores. Todas las partes son flexibles y se pueden lavar a máquina, lo que lo hace ideal para una camisa. 

El grupo identificó por primera vez dispositivos de recolección de sudor en 2013, pero desde entonces la tecnología se ha vuelto más poderosa para acomodar dispositivos electrónicos pequeños. La microrred podría mantener un reloj de pulsera LCD (pantalla de cristal líquido) en funcionamiento durante 30 minutos durante una carrera de 10 minutos y una sesión de descanso de 20 minutos. A diferencia de los generadores triboeléctricos, que proporcionan electricidad antes de que el usuario pueda moverse, las células de biocombustible se activan con el sudor.

Todas las partes están cosidas en una camisa y conectadas por alambres plateados delgados y flexibles impresos en la tela y recubiertos para aislamiento con material impermeable. Si la camisa no se lava con detergente, los componentes no se descompondrán al doblarse, doblarse, arrugarse o remojarse en agua repetidamente.

Las celdas de biocombustible están ubicadas dentro de la camiseta y recolectan energía del sudor. Mientras tanto, los generadores triboeléctricos se colocan cerca de la cintura y los costados del torso para convertir el movimiento en electricidad. Ambos componentes capturan energía mientras el usuario camina o corre, después de lo cual los supercondensadores en el exterior de la camisa almacenan energía temporalmente para proporcionar energía a pequeños dispositivos electrónicos. Los investigadores están interesados ​​en seguir probando diseños futuros para generar energía cuando una persona está inactiva o estacionaria, como cuando está sentada dentro de una oficina.

Aplicaciones de las microrredes portátiles

Algunas aplicaciones de las microrredes portátiles pueden incluir: 

• Relojes inteligentes y auriculares Bluetooth que se cargan durante una sesión de ejercicio, jogging o ciclismo.
• Dispositivos médicos portátiles como biochips alimentados por los movimientos del usuario o el calor corporal.
• Ropa de carga inalámbrica que almacena energía después de usarla. Este desarrollo puede permitir que la ropa transmita energía a dispositivos electrónicos personales como teléfonos inteligentes y tabletas.
• Reduzca las emisiones de carbono y el consumo de energía, ya que las personas pueden cargar sus dispositivos simultáneamente mientras los usan.
• Mayor investigación sobre otros posibles factores de forma de microrredes portátiles, como zapatos, prendas de vestir y otros accesorios como pulseras.

Preguntas a considerar

• ¿De qué otra manera puede una fuente de energía portátil mejorar las tecnologías y aplicaciones?
• ¿Cómo puede un dispositivo de este tipo ayudarlo en su trabajo y tareas diarias?