Alimentando sensores wearables con movimiento humano: Avance en recolección de energía

La llegada de sensores wearables económicos que pueden monitorizar frecuencia cardíaca, temperatura corporal y niveles de azúcar en sangre y subproductos metabólicos ha permitido a los investigadores monitorizar la salud humana de formas nunca antes posibles. Pero como todos los dispositivos electrónicos, estos sensores wearables necesitan una fuente de energía. Las baterías son una opción pero no necesariamente ideales porque pueden ser voluminosas, pesadas y agotarse.

Los investigadores han desarrollado ahora una forma de alimentar sensores wearables inalámbricos recolectando energía cinética que produce una persona al moverse. Esta recolección de energía se hace con un sándwich delgado de materiales (Teflón, cobre y poliamida) adherido a la piel de la persona. A medida que la persona se mueve, estas láminas de material rozan contra una capa deslizante hecha de cobre y poliamida y generan pequeñas cantidades de electricidad. El efecto, conocido como triboelectricidad, se ilustra quizás mejor por la descarga electrostática que una persona podría recibir después de caminar sobre una alfombra y luego tocar un picaporte metálico.

El generador triboeléctrico (nanogenerador) tiene un estator fijado al torso y un deslizador unido al interior del brazo. El deslizador se desliza contra el estator durante el movimiento humano y se genera una corriente eléctrica al mismo tiempo. El nanogenerador se fabricó con placas de circuito flexibles disponibles comercialmente.

El nanogenerador no crea mucha electricidad; se necesitaría un dispositivo con 100 metros cuadrados de área superficial para alimentar una bombilla de 40 vatios. Los sensores wearables tienen bajos requisitos de energía y el sistema almacena la electricidad generada en un capacitor hasta que hay suficiente carga para tomar una lectura del sensor y enviar inalámbricamente los datos a un móvil a través de Bluetooth. Cuanto más se mueve una persona, más a menudo el sensor puede recopilar datos. Incluso si la persona es bastante sedentaria, sin embargo, el sensor eventualmente acumulará suficiente energía para operar.