Dispositivos ponibles inteligentes que no necesitan recargarse
Los relojes inteligentes y las pulseras de actividad física ya están ampliamente disponibles, pero el desarrollo de otros dispositivos ponibles que necesitan usar datos en tiempo real y pueden comunicarse de forma inalámbrica, por ejemplo, en la atención sanitaria y el deporte, podría verse limitado por la duración de las baterías. «Probablemente, el suministro de energía a los dispositivos ponibles sea el desafío más importante entre los obstáculos tecnológicos», explica el coordinador del proyecto Smart2Go, Matthias Fahland, jefe de departamento en el Instituto Fraunhofer de Electrónica Orgánica, Haz de Electrones y Tecnología de Plasma en Dresde (Alemania). Una plataforma autónoma de suministro de energía elimina la necesidad de recargar. «El equipo del proyecto desarrolló una unidad de almacenamiento de energía —básicamente una batería de iones de litio— que consiste en una tira ultrafina, liviana y flexible que puede adaptarse a la forma y los requisitos del producto ponible», comenta el investigador. Está conectada a un dispositivo de recolección de energía y supercondensadores de almacenamiento de energía a través de interfaces, conectores y sensores especiales, como piezosensores que miden cambios en la presión, la aceleración y la temperatura, o sensores y tecnologías de luz. «También incluye una unidad de comunicación, lo que permite al cliente supervisar no solo el flujo de energía, sino también cualquier dato conectado a la aplicación», añade.
Aplicaciones probadas
La plataforma se probó con dos productos diferentes que estaban desarrollando los socios del consorcio. Incluyen un esquí inteligente sensible a la presión que registra la curvatura y la desviación del esquí a medida que se mueve por la nieve, a través de sensores y otras formas de medir los cambios. Esto brindó información sobre el rendimiento y la calidad de los giros y tiene potencial para obtener retroalimentación en tiempo real sobre el ajuste y el análisis de daños. También se probó en una chaqueta de seguridad inteligente que integra iluminación y otras tecnologías para su uso en entornos extremos, como frío extremo, nieve y lluvia; y en una mochila inteligente para transportar equipos electrónicos que integra células solares en la parte superior y cableado dentro de la mochila. Entre otras aplicaciones potenciales, están los dispositivos médicos inteligentes como los desarrollados en el marco de los proyectos financiados con fondos europeos WEARPLEX y SocketSense, el seguimiento de animales salvajes durante toda su vida, las etiquetas inteligentes para envases y las piezas activas de máquinas para detectar errores al instante.
Una plataforma flexible pero normalizada para aplicaciones diferentes
Una característica especial es la normalización de las interfaces para que la plataforma pueda adaptarse a usos y productos diferentes, explica Fahland. Fue diseñada expresamente para que algunos elementos pudieran sustituirse con facilidad a fin de ofrecer productos de nicho o nuevos métodos de desarrollo que tienen un volumen de mercado limitado, pero necesitan un suministro de energía sostenible y eficaz de una fuente móvil. Sin embargo, esto también constituyó un gran desafío. «La cantidad de trabajo de ingeniería para llevar esta batería adaptable a aplicaciones nuevas y completamente diferentes no fue fácil», explica Fahland. El investigador apunta que la batería de tira no solo tiene que adaptarse a cualquier forma y a diferentes cableados, conectores y diseños, sino que también debe probarse de manera exhaustiva en cada aplicación para garantizar su fiabilidad.
Tecnologías de recolección de energía
También puede cambiarse el tipo de recolector de energía o fuente de energía de la batería, lo que aumenta todavía más la variabilidad de la plataforma, señala. El proyecto utilizó un recolector de energía fotovoltaica orgánica avanzado de un miembro del consorcio que ya era un productor establecido y pudo mejorar la eficiencia de las células solares durante el proyecto, así como producir varias formas de células. Una segunda fuente de energía, en una etapa anterior de desarrollo, fue un recolector termoeléctrico que utiliza el calor corporal para alimentar dispositivos de bajo voltaje como sensores y monitores de temperatura incorporados en ropa y equipos. «El nivel de madurez técnica era menor al inicio del proyecto. No obstante, el socio logró conectar un módulo completamente flexible con la plataforma», concluye Fahland.
Palabras clave
Smart2Go, pulseras de actividad física, dispositivos ponibles, energía, batería, duración de la batería, recolector de energía, esquí, WEARPLEX, fotovoltaica orgánica, fotovoltaico, células solares, piezosensores
