Explorando rutas en transformacion de energia mecano-electrica: Piezo y Triboelectricidad.

Actualmente se utiliza una gran cantidad de dispositivos electronicos portatiles alimentados por baterias recargables. El consumo energetico de uno de estos dispositivos puede estar en el orden de centenas de milivatios [1], pero su uso diario y masivo representa una cantidad importante de potencia consumida a partir de baterias. Una forma sostenible para contribuir a alimentar estos dispositivos es recolectar energia electrica a partir de fuentes no convencionales que son actualmente desaprovechadas. Una gran variedad de pequeñas – pero ubicuas – fuentes de energia, como vibraciones mecanicas, ondas de ultrasonido, estiramientos de los musculos, o incluso la presion de las pisadas, podrian ser aprovechadas para ayudar a cargar las baterias de estos dispositivos. Inclusive, algunos sistemas electronicos de bajo consumo, como algunosmicro-sensores y dispositivos implantables, podrian llegar a alimentarse unicamente a partir de la energia recuperada de estas fuentes [2]. Dentro de las diferentes alternativas de recoleccion de energia, el estiramiento de los musculos y las fuerzas de presion realizadas con los pies o las manos podria aprovecharse para generar cargas electricas mediante el uso de materiales inteligentes. Una primera alternativa para ello consiste en aprovechar el efecto piezoelectrico para generar un campo electrico a partir de la deformacion de un material [3]. Recientemente se han fabricado materiales nanocompuestos flexibles con propiedades piezoelectricas, permitiendo obtener energia a partir de superficies que sufren altas deformaciones – algo fuera del alcance de los piezoceramicos tradicionales. Una segunda alternativa para convertir energia mecanica en electrica se basa en el efecto triboelectrico. Al poner en contacto dos materiales con diferente afinidad de carga se generan cargas electrostaticas, que pueden ser aprovechadas para generar pulsos de corriente a partir de una presion mecanica [3]. A estos dos mecanismos de recoleccion de energia (junto a otros mas) con materiales nano-estructurados se les conoce como nanogeneradores, y en los ultimos años se han realizado bastantes estudios para optimizar su diseño, llegando incluso a alimentar una pantalla LCD unicamente a partir de la presion realizada con la mano [4]. El proposito de este proyecto es desarrollar y estudiar estos dos tipos de generadores: tribo- y piezoelectrico, a partir de las alternativas planteadas a continuacion.