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Sensores inteligentes que absorben electricidad del ambiente de forma gratuita

Si se aprovechasen fuentes de energía renovables para el funcionamiento de las redes inalámbricas, se conseguiría reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y también la cantidad de electricidad consumida por las redes. Gracias a fondos europeos, unos científicos pudieron aunar comunicaciones de sensores inalámbricos y tecnología de recolección de energía, para dar lugar a un sistema más eficiente y ecológico de detección urbana y vigilancia medioambiental.
Sensores inteligentes que absorben electricidad del ambiente de forma gratuita
La limitada capacidad de almacenamiento de las baterías, en combinación con la degradación del rendimiento según pasa el tiempo, hace peligrar la conectividad inalámbrica continua, esencial para un funcionamiento seguro y eficaz de las redes inalámbricas de sensores (WSN). Además, con una cantidad cada vez mayor de WSN desplegadas, la eliminación de las pilas usadas se convierte en un problema ambiental.

En el marco de SWAP (Symbiotic wireless autonomous powered system), unos científicos implantaron una novedosa tecnología que permite a sensores inalámbricos recolectar energía de su entorno, concretamente a partir de fuentes térmicas y fotovoltaicas. Son sensores fáciles de instalar en cualquier lugar, autónomos e inocuos para el medio ambiente. El equipo de SWAP construyó una plataforma avanzada de nodos sensores que consta de un transceptor de radiofrecuencia de gran eficiencia, un microcontrolador de bajo consumo, un acumulador de energía y sistemas de recolección modulares.

Los investigadores realizaron una excelente labor de desarrollo del sistema SWAP, tanto en lo concerniente al diseño del hardware como en el apartado del software de comunicación. El análisis de dispositivos inalámbricos de vanguardia, la tecnología de captación de energía y los algoritmos de compresión con pérdida (con cierta pérdida de información) señalaron el camino para el diseño de prototipos. Este diseño combina capacidad de cálculo con un consumo de energía reducido y un protocolo de comunicación compatible con los estándares IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) e IETF (Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet).

Para probar el funcionamiento del sensor sin batería, los socios seleccionaron un nodo de sensores comercial. El registrador de datos LoadSensing, que se ha demostrado que capta las emisiones de un enrutador de Wi-Fi, transmite sin cables datos al instante. En la web de SWAP hay un vídeo que muestra el funcionamiento del sensor LoadSensing.

El prototipo de SWAP supone un paso adelante con respecto al estado de la técnica, pues integra un colector electromagnético en un colector solar. El intercambio entre sistemas colectores proporciona una solución óptima para funcionar en entornos muy diferentes. Así, los resultados del proyecto podrían propiciar el desarrollo de WSN que se carguen con colectores electromagnéticos y colectores solares integrados en sustratos de papel, tereftalato de polietileno y tejidos flexibles.

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Palabras clave

Electricidad, energía renovable, recolección de energía, vigilancia medioambiental, redes inalámbricas de sensores (WSN)
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