Electricidad con raíces humanas

Tener que depender de baterías para recargar dispositivos electrónicos de bajo consumo se podría evitar gracias a la energía que genera el cuerpo, que se conoce con las expresiones inglesas energy harvesting o energy scavenging. Este sistema también sirve para recuperar la energía del entorno y, de hecho, se utiliza en algunos dispositivos para hacer funcionar aparatos o sensores.

Precisamente éste fue el tema escogido por Loreto Mateu para hacer su tesis doctoral, titulada Energy Harvesting from Human Passive Power, que se puede traducir por ‘Creación de energía a través de la fuerza humana pasiva’. Titulada en Ingeniería Técnica Industrial y en Ingeniería Superior en Electrónica, Loreto Mateu se propuso estudiar diferentes sistemas recuperadores de energía que están formados básicamente por un transductor, un convertidor de potencia y una batería recargable o condensador que almacena la energía eléctrica recuperada. “Con la energía recuperada se pretende alimentar dispositivos de bajo consumo de potencia que midan algún parámetro físico del entorno del usuario”, explica Loreto Mateu, que actualmente trabaja en el Departamento de Power Efficient Systems del Instituto Fraunhofer IIS de Núremberg, en Alemania.

Su tesis, presentada el mes de junio pasado en la ETS de Ingeniería de Telecomunicación de Barcelona, ha permitido realizar un estudio sobre cómo mejorar los sistemas de recuperación de energía. Se analizan dos sistemas: un transductor piezoeléctrico e inductivo, que transforma la energía cinética asociada a los movimientos del cuerpo humano en energía eléctrica; y un termogenerador, que convierte la energía térmica del cuerpo humano y del ambiente en energía eléctrica.

En los últimos dos o tres años ha proliferado el uso de fuentes de alimentación comerciales que utilizan energy harvesting. En un edificio inteligente, por ejemplo, donde se necesita monitorizar diversos parámetros como la temperatura o la humedad de las habitaciones, sería necesario utilizar centenares de sensores. Si éstos no se recargaran con las técnicas de energy harvesting, tendrían que ser recargados constantemente o bien se les tendría que sustituir las baterías.

Respecto a la recuperación de la energía humana, los expertos se refieren a la BAN (body area network), constituida por una red de sensores que miden parámetros vitales de una persona y los transmiten inalámbricamente. Acciones como andar, correr y subir o bajar escaleras producen suficiente energía para recargar los diferentes nodos que componen esta red de sensores. Así, según Loreto Mateu, “se puede utilizar la energía mecánica generada al andar y transformarla en energía eléctrica colocando un material piezoeléctrico de tipo polímero en el pie”.

Hoy en día, sin embargo, en el mercado no se encuentran disponibles dispositivos que utilizan la energía generada por el cuerpo humano porque eso significaría tener que combinar el diseño del dispositivo recuperador de energía y sus sensores con tecnología e-textil, que integraría la electrónica en los tejidos.

“Por otro lado —añade Loreto Mateu—, los niveles de potencia que se pueden recuperar del cuerpo humano son menores que los del entorno y eso dificulta que sea posible alimentar dispositivos sólo con energy harvesting”.