EL sistema de Spirou o la búsqueda de la máquina del movimiento perpetuo

Posiblemente a algunas personas que lean este artículo asocien a Spirou con el personaje de comic Belga que trabajaba de botones en un hotel, a él precisamente me refiero.

Spirou

Recientemente nos estamos planteando cosas sobre el concepto «Energy harvesting», simplificando se trata de recoger la energía del entorno con la finalidad de cargar una batería o un condensador y crear dispositivos que funcionen de forma perpetua sin la necesidad de utilizar pilas o fuentes de energía tradicionales.

La aplicación más conocida de este concepto sería a de los dispositivos que funcionan mediante energía solar, son capaces de funcionar «para siempre», sin estar alimentados, el mayor de sus problemas es que requieren de una fuente de luz, que es de donde sacan la energía y lo que les hace perder la «universalidad» de funcionamiento.

Hay otras alternativas:

Hace unos días hablábamos de energía térmica con células micropelt, en este caso necesitamos tener un gradiente de temperatura en la celula, que es algo que tampoco es del todo fácil de conseguir (aunque se podría explorar por ejemplo el gradiente entre la temperatura del cuerpo y la del ambiente para determinado tipo de sensores).

La energía electromagnética es utilizada por la tecnología RFID, el emisor es una bobina alimentada con radiofrecuencia, el receptor es otra bobina y la energía viaja por el aire, ¿el problema en este caso?… pues que el cuadrado de la energía transmitida es proporcional a la distancia, por lo que esta tecnología tiene limitaciones de distancia del orden de centímetros (para no tener que emitir cantidades de energía nocivas para las personas).

La energía cinética, la aplicación más sencilla es una masa oscilante con unos muelles unida a una bobina que oscila en un campo magnético, requiere (logicamente) movimiento, por lo tanto tampoco nos sirve para cualquier sensor, dificilmente podremos alimentar un sensor que esté anclado en una pared.

La energía mecánica, como la que utilizan los mecheros piezoeléctricos, basada en el principio de que un cristal piezoeléctrico sometido a una presión genera una diferencia de potencial en sus caras.

En general cada una es aplicable en función de la situación del sensor, evidentemente ninguna crea energía, la extrae de su entorno, una aplicación con una celula fotoeléctrica nunca producirá energía a oscuras, incluso en un entorno de vibraciones, al revés tampoco funcionará, un sistema basado en energía cinética tampoco genererá energía en un entorno estático aunque esté colocado a plena luz del sol.  Parece que la solución pasa por una combinación universal de todas las tecnologías, aún así hay situaciones en las que no se producirá energía: a oscuras, sin movimiento, etc.

Una cosa a plantearse es que es mucho más fácil (dentro de la dificultad) mejorar el consumo de los dispositivos que conseguir más energía por estos medios. Hay líneas de investigación en ambos sentidos, en el de extraer energía del entorno y en el de abaratar el consumo energético en los dispositivos.

¿Y que pinta Spirou en este asunto?

Hace varias décadas leí una hitorieta de Spirou, como comentaba más arriba Spirou era un personaje de cómic que trabajaba de botones en un hotel. Mi referencia de las personas que trabajaban de botones estaba construida en base al botones Sacarino y a Spirou, pero ambos parecían tener unas características comunes, jovenes, inquietos, con mucha imaginación y mucho tiempo para utilizarla, todas las claves para convertirse en inventores. En la historieta Spirou inventaba un sistema de poleas para aprovechar la energía de los clientes que entraban por la puerta giratoria de su hotel. Nadie se plantea a la hora de entrar por una puerta giratoria si tiene que hacer más o menos fuerza para girarla, Spirou tenía una polea conectada a la puerta y aprovechaba esa energía (con un esfuerzo mínimo para cada cliente) para exprimir naranjas.

Esa es mi gran conclusión, si ponemos sensores de velocidad o de esfuerzo en unas bicicletas estáticas de un gimnasio tiene sentido alimentarlos con la energía que producen los usuarios ¿no?, si queremos construir un sensor de iluminacion podemos hacerlo con una célula  fotoeléctrica o para un sensor de temperatura a la salida de un aire acondicionado igual podemos utilizar un sensor micropelt, pero la parte de generación energética de cada uno especificamente diseñada en función de su entorno de aplicación.

En general es posible construir dispositivos que requieran un pequeño esfuerzo por parte de las personas para un pequeño consumo, por ejemplo: ¿que os parecería hacer un mando a distancia con un piezoeléctrico?, antes de cambiar de canal pulsamos un botón como el de un mechero con el que cargamos un condensador del mando con la energía necesaria para un único cambio de canal.