cosechador de energía

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Viernes 13 de febrero de 2015 EL UNIVERSAL í El Instituto de Geofísica de la UNAM invita al público en general a la con- ferencia “Tectónica de placas, volcanes, terremotos y tsunamis: un concierto c a ó t i c o”, que será impartida por el doctor Denis Legrand hoy, viernes 13 de febrero, a las 16:00 horas, en el Museo de Geología, localizado en Victoriano Zepeda 53, en la colonia Observatorio Tacubaya. Eira López, estudiante de doctorado de la Facultad de Odontología, Ga- briel Sáez, su tutor, y Carlos Álvarez, su asesor, desarrollaron, a partir de la molécula de trimetilol-propano trimetacrilato o Tmptma, un inno- vador adhesivo para brackets con múltiples ventajas sobre los adhesi- vos comerciales: es biocompatible, tiene mayor fijación y menor tiempo de endurecimiento, es estable y, so- bre todo, no daña estructuralmente los dientes, lo que evita dolor al pa- ciente después de que los brackets le son retirados. Está en proceso de ob- tener una patente. Ya hay una em- presa interesada en adquirirlo. ñ é Científicos del Laboratorio de Aná- lisis Geoespacial del Instituto de Geografía, dirigidos por Jorge Prado Molina, diseñaron una serie de dis- positivos para orientar y controlar satélites artificiales desde la Tierra. Se trata de prototipos originales de simuladores que imitan, en labora- torio, el ambiente sin fricción del es- pacio exterior, sensores que deter- minan la orientación de los satélites, actuadores que cambian su posi- ción y controladores que envían y reciben información entre los arte- factos y una estación terrena. Ya se han hecho algunas transferencias de ellos en México y el extranjero. Í ó ó í í e parece a un balón de fútbol, pero no sirve para jugar. Además, es amigable con el ambiente y no depende de las condiciones climáticas. Es el primer co- sechador de energía creado en México para generar electricidad a partir de la captación, por vibración, de ruido ur- bano o ambiental. El joven ingeniero Jesús Torres Jurado, creador del prototipo, realiza las últimas pruebas para validar su eficiencia. Su forma esférica (cubierta de aluminio) está inspirada en el fullereno (estructura atómica de pentágonos y hexágonos). En la parte interna de su superficie lleva adheridos sensores piezoeléc- tricos para captar el ruido. “A diferencia de una celda solar o un sistema eólico, que necesitan convertidores, los sensores piezoeléctricos hacen la conversión automática- mente: en el momento en que captan el ruido, lo convierten en salida eléctrica”, dice Jesús Torres Ju r a d o. El funcionamiento de los sensores de este co- sechador de energía se basa en el efecto piezoe- léctrico (del griego pi e z e i n , “estrujar”), fenómeno de deformación que ocurre en determinados cris- tales naturales como el cuarzo o sintéticos. “Al ser sometidos a tensiones o esfuerzos me- cánicos, comúnmente por compresión, estos cris- tales sufren, por un juego interno de cargas en sus electrones, una deformación en alguna de sus ca- ras, dando como resultado de la acción mecánica directa sobre ellos una diferencia de potencial (voltaj e).” Los sensores piezoeléctricos que utiliza Torres Ju- rado, estudiante de posgrado de la UNAM, no son de cuarzo, sino de polifluoruro de vinilideno (PVDF), un polímero termoplástico. “Algunos se encuentran en las tarjetas de Na- vidad que al abrirlas empiezan a sonar, ya que el efecto piezoeléctrico también es reversible; es de- cir, esos sensores pueden funcionar como un mi- crófono: captan el sonido, sufren presión y pro- ducen voltaje; o como una bocina: se les aplica voltaje (las tarjetas traen una pilita) para que re- produzcan una melodía grabada en una memo- r i a”, señala. Torres Jurado utiliza dos tipos de sensores pie- zoeléctricos: los de disco, que captan el impacto directo (golpe) del ruido y los de vibración, que hacen registros más precisos y finos. Ambos van intercalados en la esfera y conectados en forma paralela, de modo que si se avería alguno, los de- más pueden seguir funcionando. Originalmente, Torres Jurado concibió su cose- chador de energía como un pizarrón. Sin embar- go, debido a que presentaba algunas desventajas (en un panel plano sólo hay presión en dos di- recciones: incidente directo y rebote), lo rediseñó considerando la estructura del fullereno. “Con esta esfera, que funciona como una mem- brana, se capta directamente el ruido en todas di- recciones, incluso por reflejo de la pared y por la vibración del brazo que la sujeta contra ella.” El actual cosechador de energía, que podría ser decorativo, es una estructura completa cubierta con lámina de aluminio para repujado. Los sen- sores piezoeléctricos se sueldan para colocarlos, con pegamento de silicón, en las caras o gajos, y se cablean internamente. A continuación, toda la esfera se envuelve con maylar (tela sintética que se usa en rescates, pues mantiene hasta 90% el calor del cuerpo humano; o en la conservación de alimentos) para protegerla de la intemperie (no permite el paso del agua). El corazón de todo el proyecto es un circuito que contiene un rectificador que procesa la señal y manda el voltaje amplificado a una batería. Fue diseñado por Torres Jurado para recibir 100 mi- livolts y, al amplificar la señal, tiene una salida de 3.6 volts. Lo que capta quizá sea poco, pero es constante. “No es lo mismo tener 1 milivolts en un momento (un segundo) que constante, durante 12 h o r a s”. afirma. El ruido se captura in situ, se convierte en elec- tricidad (corriente directa) y ésta se consume o almacena en el momento. Sólo habría que redi- señar el típico contacto para tener una toma de corriente directa. Actualmente, Torres Jurado uti- liza un adaptador para convertir a corriente di- recta de valor fijo lo que captan los sensores pie- zoeléctricos del cosechador de energía. Al mandar directamente la señal eléctrica, se desperdicia energía. Por eso, una siguiente etapa del proyecto es recolectarla en una batería o un sup ercapacitor. ¿Para qué alcanza el cosechador de energía? La meta inmediata de Torres Jurado es cargar un te- léfono celular con él, aunque está convencido de que puede tener más alcance. “Podría servir para iluminar un pasillo, incluso un edificio de la Unidad de Posgrado de la UNAM. Es cosa de volver a hacer pruebas con otros ma- teriale s”, comenta. Pronto, Torres Jurado presentará el cosechador de energía para acreditar la maestría en Arqui- tectura en el área de Tecnología. Después del exa- men profesional respectivo, empezará los trámi- tes para obtener la patente. Espera que a media- dos de año ya tenga una aplicación real. La meta es implementar este cosechador de energía en zonas ruidosas del DF, de acuerdo con el Mapa de Ruido de la Ciudad de México que se elaboró en la Universidad Autónoma Metropoli- tana, unidad Azcapotzalco. “En todos los túneles del Viaducto y del Circuito Interior se podría cap- tar ruido para iluminarlos”, asegura. Si algún día se cosechara demasiado ruido, se podría pensar en aprovecharlo en el alumbrado público o en casas de familias de escasos recursos que no tienen acceso a la electricidad. “Con esta tecnología para generar electricidad a partir de la captación de ruido, no trato de fo- mentar el ruido en la ciudad, sino de aprovechar esa energía sonora que se está perdiendo”, indica Torres Jurado. ó Á En varias partes del mundo se han puesto en mar- cha alrededor de 50 proyectos para generar, me- diante sensores piezoeléctricos, electricidad a par- tir del ruido. En Japón se implementó un sistema en los torniquetes del Metro para que, en el mo- mento de cruzarlos, los usuarios pisen un tapete con esos sensores y generen electricidad por pre- sión mecánica. Y en Sarja, Emiratos Árabes, dos investigadores trabajan en otro sistema que per- mitirá captar, igualmente mediante sensores pie- zoeléctricos, el ruido que se produce en un estadio de fútbol para generar electricidad e iluminarlo. En Los Ángeles, California, se ha propuesto que la torre Soundscraper –diseñada por los franceses Julien Bourgeois, Olivier Colliez, Savinien de Piz- zol, Cédric Dounval y Romain Grouselle– apro- veche el ruido de esa urbe para generar electri- cidad. Esta idea fue desarrollada para la versión 2013 del concurso de rascacielos de la revista e Vo l o y obtuvo una mención honorífica. A través de su fachada, la cual estaría rodeada por 84 mil “p e stañas” que funcionarían como sensores, la torre Soundscraper podría captar, en función de su intensidad y dirección, el ruido pro- veniente del tráfico, de la construcción de otros edificios e incluso de los aviones, y transformarlo en electricidad. Según los creadores del proyecto, la electricidad generada por esta torre sería capaz de cubrir 10% de la demanda para el alumbrado público de Los Ángeles, el equivalente a 150 megavatios por hora. Asimismo, este sistema de energía renovable con- tribuiría a la reducción de las emisiones de dió- xido de carbono. é En México, además del proyecto de Torres Jurado, se lleva a cabo otro en la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez. En él, un sensor piezoeléctrico se flexiona como si fuera un trampolín de clavados; al soltarlo, las deformaciones resultantes se tradu- cen en electricidad, la cual permite encender un led (diodo emisor de luz) y un reproductor MP3, así como cargar una batería AAA y un supercapacitor. Todas las pruebas han sido hechas en laboratorio, es decir, en condiciones controladas. b ó Ú Í á Texto: Fernando Guzmán Aguilar [email protected]

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articulo de periódico para informar sobre el desarrollo de un sistema de captación de ruido urbano para convertirlo en energía eléctrica con dispositivos piezoeléctricos.

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Page 1: Cosechador de Energía

��� ������ Viernes 13 de febrero de 2015 EL UNIVERSAL

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���������� �� � �� �� �� �����íEl Instituto de Geofísica de la UNAM invita al público en general a la con-ferencia “Tectónica de placas, volcanes, terremotos y tsunamis: un conciertoc a ó t i c o”, que será impartida por el doctor Denis Legrand hoy, viernes 13 defebrero, a las 16:00 horas, en el Museo de Geología, localizado en VictorianoZepeda 53, en la colonia Observatorio Tacubaya.

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�� ���� ���������� ��� ����� ��������Eira López, estudiante de doctoradode la Facultad de Odontología, Ga-briel Sáez, su tutor, y Carlos Álvarez,su asesor, desarrollaron, a partir dela molécula de trimetilol-propanotrimetacrilato o Tmptma, un inno-vador adhesivo para brackets conmúltiples ventajas sobre los adhesi-vos comerciales: es biocompatible,tiene mayor fijación y menor tiempode endurecimiento, es estable y, so-bre todo, no daña estructuralmentelos dientes, lo que evita dolor al pa-ciente después de que los brackets leson retirados. Está en proceso de ob-tener una patente. Ya hay una em-presa interesada en adquirirlo.

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Jesús Torres Jurado, creador del prototipo, realizalas últimas pruebas para validar su eficiencia.

Su forma esférica (cubierta de aluminio) estáinspirada en el fullereno (estructura atómica depentágonos y hexágonos). En la parte interna desu superficie lleva adheridos sensores piezoeléc-tricos para captar el ruido.

“A diferencia de una celda solar o un sistemaeólico, que necesitan convertidores, los sensorespiezoeléctricos hacen la conversión automática-mente: en el momento en que captan el ruido, loconvierten en salida eléctrica”, dice Jesús TorresJu r a d o.

El funcionamiento de los sensores de este co-sechador de energía se basa en el efecto piezoe-léctrico (del griego pi e z e i n , “estrujar ”), fenómenode deformación que ocurre en determinados cris-tales naturales como el cuarzo o sintéticos.

“Al ser sometidos a tensiones o esfuerzos me-cánicos, comúnmente por compresión, estos cris-tales sufren, por un juego interno de cargas en suselectrones, una deformación en alguna de sus ca-ras, dando como resultado de la acción mecánicadirecta sobre ellos una diferencia de potencial(voltaj e).”

�� ���������� �� ���������Los sensores piezoeléctricos que utiliza Torres Ju-rado, estudiante de posgrado de la UNAM, no sonde cuarzo, sino de polifluoruro de vinilideno(PVDF), un polímero termoplástico.

“Algunos se encuentran en las tarjetas de Na-vidad que al abrirlas empiezan a sonar, ya que elefecto piezoeléctrico también es reversible; es de-cir, esos sensores pueden funcionar como un mi-crófono: captan el sonido, sufren presión y pro-ducen voltaje; o como una bocina: se les aplicavoltaje (las tarjetas traen una pilita) para que re-produzcan una melodía grabada en una memo-r i a”, señala.

Torres Jurado utiliza dos tipos de sensores pie-zoeléctricos: los de disco, que captan el impactodirecto (golpe) del ruido y los de vibración, quehacen registros más precisos y finos. Ambos vanintercalados en la esfera y conectados en formaparalela, de modo que si se avería alguno, los de-más pueden seguir funcionando.

�� ���� �� � ���Originalmente, Torres Jurado concibió su cose-chador de energía como un pizarrón. Sin embar-go, debido a que presentaba algunas desventajas(en un panel plano sólo hay presión en dos di-recciones: incidente directo y rebote), lo rediseñóconsiderando la estructura del fullereno.

“Con esta esfera, que funciona como una mem-brana, se capta directamente el ruido en todas di-recciones, incluso por reflejo de la pared y por lavibración del brazo que la sujeta contra ella.”

El actual cosechador de energía, que podría serdecorativo, es una estructura completa cubiertacon lámina de aluminio para repujado. Los sen-sores piezoeléctricos se sueldan para colocarlos,con pegamento de silicón, en las caras o gajos, yse cablean internamente. A continuación, toda laesfera se envuelve con maylar (tela sintética quese usa en rescates, pues mantiene hasta 90% elcalor del cuerpo humano; o en la conservación dealimentos) para protegerla de la intemperie (nopermite el paso del agua).

��������El corazón de todo el proyecto es un circuito quecontiene un rectificador que procesa la señal ymanda el voltaje amplificado a una batería. Fuediseñado por Torres Jurado para recibir 100 mi-livolts y, al amplificar la señal, tiene una salida de3.6 volts. Lo que capta quizá sea poco, pero esconstante. “No es lo mismo tener 1 milivolts en unmomento (un segundo) que constante, durante 12h o r a s”. afirma.

El ruido se captura in situ, se convierte en elec-tricidad (corriente directa) y ésta se consume oalmacena en el momento. Sólo habría que redi-señar el típico contacto para tener una toma decorriente directa. Actualmente, Torres Jurado uti-liza un adaptador para convertir a corriente di-recta de valor fijo lo que captan los sensores pie-zoeléctricos del cosechador de energía.

Al mandar directamente la señal eléctrica, sedesperdicia energía. Por eso, una siguiente etapadel proyecto es recolectarla en una batería o unsup ercapacitor.

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“Podría servir para iluminar un pasillo, inclusoun edificio de la Unidad de Posgrado de la UNAM.Es cosa de volver a hacer pruebas con otros ma-teriale s”, comenta.

Pronto, Torres Jurado presentará el cosechadorde energía para acreditar la maestría en Arqui-tectura en el área de Tecnología. Después del exa-men profesional respectivo, empezará los trámi-tes para obtener la patente. Espera que a media-dos de año ya tenga una aplicación real.

La meta es implementar este cosechador deenergía en zonas ruidosas del DF, de acuerdo conel Mapa de Ruido de la Ciudad de México que seelaboró en la Universidad Autónoma Metropoli-tana, unidad Azcapotzalco. “En todos los túnelesdel Viaducto y del Circuito Interior se podría cap-tar ruido para iluminarlos”, asegura.

Si algún día se cosechara demasiado ruido, sepodría pensar en aprovecharlo en el alumbradopúblico o en casas de familias de escasos recursosque no tienen acceso a la electricidad.

“Con esta tecnología para generar electricidada partir de la captación de ruido, no trato de fo-mentar el ruido en la ciudad, sino de aprovechar

esa energía sonora que se está perdiendo”, indicaTorres Jurado.

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A través de su fachada, la cual estaría rodeadapor 84 mil “p e stañas” que funcionarían comosensores, la torre Soundscraper podría captar, enfunción de su intensidad y dirección, el ruido pro-veniente del tráfico, de la construcción de otrosedificios e incluso de los aviones, y transformarloen electricidad.

Según los creadores del proyecto, la electricidadgenerada por esta torre sería capaz de cubrir 10%de la demanda para el alumbrado público de LosÁngeles, el equivalente a 150 megavatios por hora.Asimismo, este sistema de energía renovable con-tribuiría a la reducción de las emisiones de dió-xido de carbono.

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Texto: Fernando Guzmán Aguilaralazul10 @hotmail.com