Los investigadores de la Universidad de Warwick se han inspirado en el movimiento único de las temblorosas hojas de álamo, para idear un mecanismo de recolección de energía que podría alimentar sensores meteorológicos en entornos hostiles e incluso podría ser un suministro de energía de respaldo que podría salvar y extender la vida de los futuros rovers de Marte.

En los últimos años, a los estudiantes de tercer año de ingeniería de la Universidad de Warwick se les ha encomendado la tarea de examinar el enigma de por qué Aspen se va temblando en presencia de la más mínima brisa. Los investigadores de ingeniería de la Universidad de Warwick Sam Tucker Harvey, Dr. Igor A. Khovanov, y el Dr. Petr Denissenko se inspiraron para observar más de cerca esta tarea que establecían anualmente para sus estudiantes y llevar el fenómeno un paso más allá.

Decidieron investigar si los mecanismos subyacentes que producen el carcaj de baja velocidad del viento en las hojas de Aspen podrían generar energía eléctrica de manera eficiente y efectiva. simplemente aprovechando el movimiento mecánico generado por el viento de un dispositivo modelado en la hoja. Hoy, 18 de marzo de 2019, publicaron la respuesta a esa pregunta como un artículo titulado "Un recolector de energía galopante con accesorio de flujo" en Letras de física aplicada y la respuesta es un sí rotundo.

Ph.D. de la Universidad de Warwick el investigador de ingeniería Sam Tucker Harvey, el autor principal del artículo, dijo:

"Lo más atractivo de este mecanismo es que proporciona un medio mecánico para generar energía sin el uso de cojinetes, que puede dejar de funcionar en entornos con frío extremo, calor, polvo o arena. Si bien la cantidad de energía potencial que podría generarse es pequeña, Sería más que suficiente para alimentar dispositivos eléctricos autónomos, como los de las redes de sensores inalámbricos. Estas redes podrían utilizarse para aplicaciones tales como proporcionar sensores meteorológicos automatizados en entornos remotos y extremos ".

El Dr. Petr Denissenko señaló además que una aplicación futura podría ser como fuente de alimentación de respaldo para futuros módulos de aterrizaje y exploradores de Marte.

"El rendimiento del rover Opportunity de Marte superó con creces los sueños más salvajes de sus diseñadores, pero incluso sus paneles solares que trabajan duro probablemente fueron finalmente superados por una tormenta de polvo a escala planetaria. Si pudiéramos equipar los futuros rovers con un recolector de energía mecánica de respaldo basado en esta tecnología , puede promover la vida de la próxima generación de vehículos de aterrizaje y exploradores de Marte ".

La clave del bajo viento de las hojas de álamo temblón, pero el temblor de gran amplitud no es solo la forma de la hoja, sino que, lo que es más importante, se relaciona con la forma efectivamente plana del tallo.

Los investigadores de la Universidad de Warwick utilizaron modelos matemáticos para llegar a un equivalente mecánico de la hoja. Luego utilizaron un túnel de viento de baja velocidad para probar un dispositivo con una viga en voladizo como el tallo plano de la hoja de Aspen. y una punta de hoja curva con una sección transversal de arco circular que actúa como la hoja principal.

Luego, la pala se orientó perpendicular a la dirección del flujo, lo que permite que la cosechadora produzca oscilaciones autosostenidas a velocidades de viento inusualmente bajas como la hoja de álamo. Las pruebas mostraron que el flujo de aire se adhiere a la cara trasera de la hoja cuando la velocidad de la hoja se vuelve lo suficientemente alta. por lo tanto, actúa de manera más similar a un perfil aerodinámico que a los cuerpos de acantilados que normalmente se han estudiado en el contexto de la recolección de energía eólica.

En naturaleza, la propensión de una hoja a temblar también se ve reforzada por la tendencia del tallo delgado a torcerse con el viento en dos direcciones diferentes. Sin embargo, los investigadores que modelaron y probaron encontraron que no necesitaban replicar la complejidad adicional de un mayor grado de movimiento en su modelo mecánico. Simplemente replicar las propiedades básicas del vástago plano como una viga en voladizo y una punta de hoja curva con una sección transversal de arco circular que actúa como la hoja principal fue suficiente para crear suficiente movimiento mecánico para cosechar energía.

A continuación, los investigadores examinarán qué tecnologías de generación de energía basadas en movimientos mecánicos podrían explotar mejor este dispositivo y cómo podrían implementarse mejor en matrices.