Ll\u00e1malo la camiseta el\u00e9ctrica. O, como lo han denominado los investigadores de la Universidad de California (UC) en San Diego, la “microrred port\u00e1til”. Cualquiera que sea su apodo, la camisa de manga larga dise\u00f1ada por los cerebritos de la Escuela de Ingenier\u00eda Jacobs puede recolectar y almacenar energ\u00eda mientras el usuario se mueve o hace ejercicio. Los nanoingenieros de la escuela anticipan que alg\u00fan d\u00eda el prototipo se refinar\u00e1 hasta el punto en que los dispositivos electr\u00f3nicos como los tel\u00e9fonos celulares no tendr\u00e1n que depender de la red el\u00e9ctrica para obtener energ\u00eda, sino que podr\u00e1n funcionar con las prendas de vestir que la gente usa todos los d\u00edas. Y, tal vez, generar energ\u00eda que est\u00e1 literalmente en la punta de nuestros dedos.<\/p>\n\n\n\n
“Lo que queremos lograr al final es tener un sistema en el que ya no necesite pensar en cargar”, dijo Lu Yin, un Ph.D. en nanoingenier\u00eda y estudiante que ha trabajado en estrecha colaboraci\u00f3n con Joseph Wang, director del Centro de sensores port\u00e1tiles de la UC en San Diego.<\/p>\n\n\n\n
La camisa recolecta, o cosecha, energ\u00eda del cuerpo humano que puede almacenarse y luego usarse para alimentar peque\u00f1os dispositivos electr\u00f3nicos, como un reloj de pulsera LCD. Las celdas de biocombustible que funcionan con el sudor producido por el usuario se encuentran dentro de la camiseta en el pecho. En los antebrazos y el torso de la camiseta, los generadores triboel\u00e9ctricos recolectan energ\u00eda mientras el usuario camina o trota. Al mismo tiempo, los supercondensadores colocados en el pecho de la camiseta almacenan temporalmente la energ\u00eda y luego la descargan para alimentar los dispositivos.<\/p>\n\n\n\n
Parece que el prototipo ser\u00eda voluminoso y dif\u00edcil de usar, pero es liviano, flexible y no se ve afectado por doblarse, plegarse o arrugarse. La camiseta se puede lavar con agua, siempre que no se utilice detergente. La energ\u00eda generada por el balanceo de los brazos del usuario mientras corre o camina funciona seg\u00fan el mismo principio que la electricidad est\u00e1tica.<\/p>\n\n\n\n
“Es muy eficiente energ\u00e9ticamente y muy adecuado para estas aplicaciones de bajo consumo de energ\u00eda”, dijo Yin, y agreg\u00f3 que el dise\u00f1o de la camiseta es \u00fanico en t\u00e9rminos de sus funcionalidades.<\/p>\n\n\n\n
La idea de la camiseta se inspir\u00f3 en las microrredes que tienen la capacidad de funcionar independientemente de la red el\u00e9ctrica. Los dispositivos electr\u00f3nicos port\u00e1tiles y port\u00e1tiles, como los relojes inteligentes, han ganado popularidad. Combinado con la adopci\u00f3n casi universal de computadoras personales, iPhones y otros dispositivos, existe un esfuerzo concertado para encontrar fuentes de energ\u00eda alternativas y llevarlos todos a cabo.<\/p>\n\n\n\n
La tecnolog\u00eda autoalimentada prev\u00e9 dispositivos que pueden funcionar por s\u00ed mismos, sin depender de un suministro de energ\u00eda externo. Tal transici\u00f3n reducir\u00eda la necesidad de la innumerable cantidad de bater\u00edas que actualmente alimentan nuestros dispositivos, sin mencionar el impacto que tal adaptaci\u00f3n tendr\u00eda en la reducci\u00f3n potencial de la demanda de energ\u00eda en un sistema el\u00e9ctrico cada vez m\u00e1s tenso.<\/p>\n\n\n\n
“Creo que principalmente (la investigaci\u00f3n y el desarrollo) todav\u00eda se basan en c\u00f3mo perfeccionar la parte de recolecci\u00f3n de energ\u00eda”, dijo Yin. “Lo que demostramos es la recolecci\u00f3n de energ\u00eda hasta unos pocos cientos de microvatios. Queremos que eso aumente, tal vez diez veces, y lo estamos consiguiendo”.<\/p>\n\n\n\n
La clave ser\u00e1 escalar la tecnolog\u00eda. La camiseta de la UC en San Diego a\u00fan no es lo suficientemente potente como para hacer funcionar, por ejemplo, un tel\u00e9fono celular.<\/p>\n\n\n\n
Pero Yin ve la camiseta como una forma de proporcionar una “detecci\u00f3n inteligente” para monitorear cosas como la frecuencia card\u00edaca y los niveles de ox\u00edgeno del usuario. “Tambi\u00e9n estamos trabajando en el control port\u00e1til de la presi\u00f3n arterial”, dijo.<\/p>\n\n\n\n
Empresas privadas en el sector de ropa deportiva han expresado inter\u00e9s en la investigaci\u00f3n de la UC San Diego. Yin ve otra aplicaci\u00f3n pr\u00e1ctica para la camiseta: generar luminiscencia para los corredores que corren de noche.<\/p>\n\n\n\n
“Somos muy optimistas sobre toda la tendencia de la electr\u00f3nica port\u00e1til, especialmente la integraci\u00f3n de estos dispositivos de almacenamiento de energ\u00eda con recolectores de energ\u00eda”, dijo Yin. “Vemos una hoja de ruta para el desarrollo futuro”.<\/p>\n\n\n\n
En una investigaci\u00f3n relacionada, los ingenieros de la UC en San Diego han desarrollado una tira delgada y flexible que se puede envolver alrededor de la punta del dedo como una curita. El dispositivo port\u00e1til puede generar peque\u00f1as cantidades de electricidad cuando el dedo de una persona suda o cuando se presiona el dedo.<\/p>\n\n\n\n
Promocionado como el primero de su tipo, el dispositivo mide aproximadamente 1 cent\u00edmetro cuadrado, o menos de media pulgada. Un acolchado de electrodos de espuma de carbono absorbe el sudor y lo convierte en energ\u00eda el\u00e9ctrica.<\/p>\n\n\n\n
No pensar\u00edas que tu dedo suda mucho, pero “lo que descubrimos es que en la yema del dedo, la tasa de sudoraci\u00f3n es mucho m\u00e1s alta en comparaci\u00f3n con otras partes del cuerpo”, dijo Yin. “Es por eso que tenemos tantos surcos en el dedo porque contiene cientos de gl\u00e1ndulas sudor\u00edparas a lo largo de cada surco”.<\/p>\n\n\n\n
Los electrodos equipados con enzimas desencadenan reacciones qu\u00edmicas entre el lactato y las mol\u00e9culas de ox\u00edgeno en el sudor para generar electricidad. A medida que el usuario suda sobre la tira, la energ\u00eda el\u00e9ctrica se almacena en un peque\u00f1o condensador y se puede descargar a los dispositivos cuando sea necesario.<\/p>\n\n\n\n
“El nivel de energ\u00eda que estamos generando es, en el mejor de los casos, quiz\u00e1s cientos de microvatios por dedo”, dijo Yin. “Todav\u00eda est\u00e1 a cierta distancia de encender un tel\u00e9fono celular”.<\/p>\n\n\n\n
Los investigadores de la UC San Diego hicieron que un sujeto usara el dispositivo en la yema de un dedo mientras realizaba actividades sedentarias. Despu\u00e9s de 10 horas de sue\u00f1o, el dispositivo recolect\u00f3 casi 400 milijulios de energ\u00eda, suficiente para hacer funcionar un reloj de pulsera electr\u00f3nico durante 24 horas. Una hora de escribir y hacer clic con el mouse hizo que el dispositivo recolectara casi 30 milijulios.<\/p>\n\n\n\n
Aunque el dispositivo de punta del dedo y la “camiseta el\u00e9ctrica” \u200b\u200brepresentan dos estudios diferentes, los nanoingenieros de la UC San Diego piensan en su investigaci\u00f3n de dispositivos port\u00e1tiles como un esfuerzo integrado.<\/p>\n\n\n\n
“Definitivamente nos estamos moviendo hacia la pr\u00f3xima generaci\u00f3n de productos electr\u00f3nicos”, dijo Yin. “Lo imaginamos para que sea m\u00e1s flexible, m\u00e1s adaptable al cuerpo humano, m\u00e1s duradero y eventualmente autosuficiente. Ese es el objetivo final al que queremos llegar”.<\/p>\n\n\n\n