MC-TENG: Sistema de Alarma Autoalimentado para Monitorización Continua de Incendios Forestales y Ambientales

Un nuevo dispositivo conocido como MC-TENG —abreviatura de nanogenerador triboeléctrico cilíndrico multicapa— genera energía eléctrica cosechando energía del movimiento esporádico de las ramas de los árboles de las que cuelga. El sistema de detección autoalimentado podría monitorizar continuamente el fuego y las condiciones ambientales sin requerir mantenimiento después del despliegue.

Los métodos tradicionales de detección de incendios forestales incluyen monitorización por satélite, patrullas terrestres, torres de vigilancia y otros que tienen altos costes laborales y financieros a cambio de baja eficiencia. Las tecnologías de sensores remotos actuales son cada vez más comunes pero dependen principalmente de tecnología de baterías para la energía.

Aunque las células solares se han usado ampliamente para electrónica portátil o sistemas autoalimentados, es difícil instalarlas en un bosque debido a la sombra o cobertura del follaje exuberante.

La tecnología TENG convierte energía mecánica externa —como el movimiento de una rama de árbol— en electricidad mediante el efecto triboeléctrico, un fenómeno donde ciertos materiales se cargan eléctricamente después de separarse de un segundo material con el que estaban previamente en contacto.

La versión más simple del dispositivo TENG consiste en dos mangas cilíndricas de material único que encajan una dentro de otra. La manga central está anclada desde arriba mientras que la manga inferior es libre de deslizarse arriba y abajo y moverse de lado a lado, restringida solo por una banda elástica o resorte. A medida que las dos mangas se mueven fuera de sincronía, la pérdida intermitente de contacto genera electricidad. Los MC-TENG están equipados con varias capas triboeléctricas jerárquicas, aumentando la salida eléctrica.

El MC-TENG almacena su corriente eléctrica generada esporádicamente en un supercondensador micro basado en nanotubos de carbono. Los investigadores seleccionaron esta tecnología por sus rápidos tiempos de carga y descarga, permitiendo que el dispositivo se cargue adecuadamente con solo ráfagas de viento cortas pero sostenidas. A una frecuencia de vibración muy baja, el MC-TENG puede generar electricidad eficientemente para cargar el supercondensador adjunto en menos de tres minutos.

Los equiparon el prototipo inicial con sensores de monóxido de carbono y temperatura. La adición de un sensor de temperatura tenía la intención de reducir la probabilidad de una lectura falsa positiva de dióxido de carbono.

El equipo probará en campo un dispositivo de producción para monitorizar condiciones ambientales forestales y escenarios de prueba, usando materiales que imitan un fuego real.

También pretenden añadir funcionalidad adicional, permitiendo que el dispositivo se adapte a las condiciones climáticas y ambientales donde se despliega.