Sep 2015
Los cosechadores de energía que desarrollan en el Centro de Investigación en Materiales Avanzados (Cimav), unidad Monterrey, son dispositivos ecológicos que permitirán capturar y aprovechar toda la energía eólica, térmica y lumínica de forma eficiente.
Debido a que la energía se encuentra en pequeñas cantidades por todas partes, ya sea en forma de energía solar, en el viento, cuerpo humano, mecánica, entre otras fuentes, y no alcanza a ser utilizada al no proveer la potencia suficiente, investigadores mexicanos decidieron crear un cosechador de energía y así darle algún uso específico.
Los cosechadores de energía son dispositivos que, en forma efectiva y eficiente, acumulan, almacenan, acondicionan y administran esta energía, suministrándola de tal forma que pueda ser utilizada para realizar una tarea útil.
La actual directora del Cimav Monterrey, Liliana Licea Jiménez, trabaja en el proceso de captura de cantidades minúsculas de energía y comparte con la Agencia Informativa Conacyt la contribución que realiza para que el consumo de electricidad sea más eficiente.
“En el Cimav estamos trabajando en el desarrollo de un cosechador con el que buscamos captar toda la energía que hay en el aire y que no es usada, para tener un mejor aprovechamiento”, explicó la especialista. En colaboración con el Centro Mexicano de Innovación en Energía Solar (Cemie-Sol), la directora del Cimav en Monterrey busca llevar al mercado su proyecto.
“Cosechar energía se refiere a que hay mucha energía disponible que no se usa, ya sea a través de la radiación de la computadora, del celular, lámparas de luz y hasta la que tenemos en la temperatura del cuerpo humano; básicamente nuestro proyecto consiste en captarla para alimentar sistemas autónomos”, explicó.
El cosechamiento energético es el proceso por el cual la energía que hay en el ambiente es capturada y, si así se requiere, puede ser también almacenada para energizar pequeños dispositivos autónomos. Dentro de estas tecnologías se incluyen la fotovoltaica, termovoltaica, piezoeléctrica y electrodinámica, entre otras opciones, las cuales son actualmente utilizadas en diversas aplicaciones.
“Este proceso de cosechar energía ha sido una fuente energética con gran potencial en los últimos años, debido a que la tecnología desarrollada para el cosechamiento de energía se ha convertido en más sofisticada y eficiente, así como la tecnología para guardar la energía cosechada, como son los supercapacitores y baterías de película delgada, resultan más eficientes y menos costosos”, explicó la experta en energía.
Función del cosechador
El cosechamiento es una tecnología clave para permitir crear dispositivos electrónicos de baja potencia, perpetuos y libres de mantenimiento como son los sensores inalámbricos.
“Por medio de la captura de la energía de desperdicio que se encuentra presente en el medio ambiente de fuentes disponibles como iluminación, diferenciales de temperatura, vibraciones y ondas de radio, podrán ser reutilizadas para operar dispositivos electrónicos de bajas potencias, es decir, el aparato cosechador estará almacenando todo la energía ambiental y alimentará otros dispositivos por medio de sensores inalámbricos y termoeléctricos”, explicó Licea Jiménez.
El dispositivo está compuesto por materiales nanoestructurados desarrollados en los laboratorios del Cimav Monterrey para su aplicación en los dispositivos cosechadores de energía, incluyendo fotovoltaica, radiofrecuencia y termoeléctrica.
“El cosechamiento de energía termoeléctrica está basado en un flujo de calor a través de un elemento termoeléctrico o de un termogenerador que comprenda una multitud de estos elementos”, dijo la investigadora y desarrolladora del dispositivo.
En busca de comercializar
Si bien aún no tienen el mercado para comercializar los dispositivos de cosechadores de energía, el Cimav, junto con la doctora Licea Jiménez, esperan llegar pronto a un usuario final. “Estamos en busca de que el dispositivo tenga un fin muy dirigido para emplear el material óptimo de recubrimiento, debido a que aún no tenemos el mercado para comercializarse”, señaló.
La cosecha de energía de fuentes naturales podrá implementarse en aplicaciones remotas, sensores de todo tipo, dispositivos médicos y para alimentar equipo electrónico o de cómputo, prácticamente podrá tener múltiples usos.
El modelo puede aplicar en la parte de medicina para dispositivos de marcapasos, ya que los aparatos del corazón no se pueden mantener cargando todo el tiempo con una batería. “Podría ser utilizado para alimentar de manera perpetua, por ejemplo, un marcapasos; sin duda son una alternativa atractiva, comparándola con los inconvenientes contactos eléctricos o con baterías muy costosas”, explicó Licea Jiménez.
Además de que podrá tener inagotables usos, lo más interesante es que será una fuente de energía básicamente gratuita, siempre y cuando sea diseñada e instalada de manera apropiada.
Centro de investigación y formación académica en posgrados
Actualmente Licea Jiménez trabaja en diferentes proyectos y busca enfrentar con éxito los retos en torno al desarrollo de materiales avanzados, para dar respuesta a los grandes problemas de Nuevo León y México.
“Mi objetivo como directora de este centro de investigación es generar conocimiento para la aplicación y promover el desarrollo económico del país. En el Cimav contamos con una gran infraestructura, laboratorios, formación de recursos humanos mediante programas de maestrías y doctorados, además de la vinculación con la industria y el sector académico”, explicó.
Este centro de investigación y formación académica se encuentra ubicado dentro del Parque de Investigación e Innovación Tecnológica de Monterrey o PIIT Monterrey, en el municipio de Apodaca, Nuevo León, México, donde ya es uno de los centros de investigación con los laboratorios más especializados en la investigación en Ciencia de Materiales, Nanotecnología y Energías Alternas de la región norte del país.
“Tenemos ocho años de haber fundado este centro de investigación en Monterrey y ya contamos con 19 laboratorios funcionales para generar conocimiento. El objetivo es tener 18 adicionales a corto plazo, además de continuar con la formación académica en posgrados, contamos con la maestría y doctorado en Ciencias de Materiales y doctorado en Nanotecnología”, explicó Licea Jiménez.
También, a través del uso de la nanotecnología, el Cimav busca mejorar el rendimiento de materiales fotovoltaicos usados en los dispositivos de energía solar.
“Hay grandes desafíos en el uso de las energías alternativas, México está en una zona privilegiada y se hace poco uso de ella, se requiere innovar con materiales novedosos para superar las limitantes que tenemos, es por ello que el centro ha adoptado el tema de la nanotecnología porque estamos seguros que puede facilitar el proceso”, agregó.
Fuente: Agencia Informativa Conacyt / Gina Vega
