Los investigadores han presentado un anemómetro de activación por brisa pionero (B-WA), que emplea un nanogenerador triboeléctrico con rodamientos (RB-TENG) que proporciona una nueva estrategia para el monitoreo ambiental de bajo consumo de energía. La capacidad del B-WA para operar de forma autónoma y eficiente en diferentes condiciones de viento marca un avance sustancial en el campo del monitoreo ambiental sostenible.
Los anemómetros son herramientas cruciales para recopilar datos meteorológicos, esenciales para un pronóstico meteorológico preciso y un seguimiento ambiental. Los anemómetros tradicionales a menudo enfrentan desafíos relacionados con altos costos operativos y de mantenimiento, principalmente debido a su alto consumo de energía en reposo y su dependencia de la energía de la batería. Estos desafíos son particularmente graves en ubicaciones remotas donde reemplazar baterías o reparar equipos es difícil y costoso.
La introducción de anemómetros de baja potencia con activación automática puede transformar el monitoreo ambiental al permitir períodos de implementación más prolongados, reducir la frecuencia del mantenimiento y mejorar la confiabilidad de la recopilación de datos en estas áreas críticas pero de difícil acceso.
Un nuevo estudio publicado en Microsystems &Nanoengineering por un equipo del Instituto de Nanoenergía y Nanosistemas de Beijing describe un anemómetro Breeze Wake-up (B-WA) diseñado para mejorar drásticamente las capacidades de monitoreo remoto del clima.
El B-WA recientemente desarrollado integra los siguientes componentes clave:dos nanogeneradores triboeléctricos con rodamientos (RB-TENG), un módulo de activación automática (SWM) y un módulo de procesamiento de señales (SPM). B-WA puede permanecer en un estado de reposo de potencia cercana a cero hasta que se active con velocidades del viento superiores a 2 m/s. El RB-TENG está diseñado para generar energía a partir del movimiento de rodamientos, que se aprovecha para despertar el dispositivo desde su estado de bajo consumo.
Tras su activación, el SWM puede activar todo el sistema en tan solo 0,96 segundos, lo que permite medir la velocidad del viento en tiempo real. Al mismo tiempo, el SPM procesa la frecuencia de las señales generadas por el RB-TENG para monitorear con precisión la velocidad del viento con una sensibilidad de 9,45 Hz/(m/s), lo que garantiza una recopilación de datos precisa y confiable.
El profesor Chi Zhang, científico principal del proyecto, afirmó:"Este dispositivo no sólo traspasa los límites de la nanotecnología sino que también ofrece una solución sostenible a los desafíos de la monitorización climática global. Su bajo requerimiento de energía y su alta sensibilidad son cruciales para el futuro de la detección ambiental. ."
Esta tecnología es fundamental para áreas como la planificación agrícola y la prevención de desastres naturales, donde la información meteorológica precisa y oportuna puede afectar significativamente la toma de decisiones y la seguridad operativa. El diseño robusto y de bajo mantenimiento del B-WA lo hace ideal para integrarse en redes de Internet de las cosas (IoT), mejorando el monitoreo ambiental distribuido en varios sectores.
Más información: Xianpeng Fu et al, Un anemómetro de activación por brisa de potencia inactiva cercana a cero basado en un nanogenerador triboeléctrico con rodamiento, Microsistemas y nanoingeniería (2024). DOI:10.1038/s41378-024-00676-7
Información de la revista: Microsistemas y Nanoingeniería
Proporcionado por la Academia China de Ciencias
