DISEÑO Y FABRICACIÓN DE MÓDULO ENERGY HARVESTING DE TAMAÑO REDUCIDO CON ALMACENAMIENTO SUPERCAPACITIVO

Abstract

En la actualidad estamos comenzando la llamada cuarta revolución industrial o industria 4.0, ´esta entre otras cosas depende fuertemente de la integración a gran escala de sensores y actuadores en diversos ambientes, con el fin de incrementar la capacidad de monitoreo y control de los diversos procesos involucrados. Es aquí donde nace el prefijo ’Smart’ para denotar la inteligencia que se otorga a los procesos cuando se pueden extraer datos de ellos, ejemplos de este nuevo paradigma son, por mencionar algunos: las ciudades inteligentes (Smart-City) y la industria inteligente (Smart-Industry). Esta revolución tecnológica ha permitido la implementación de algoritmos de aprendizaje de máquinas que día a día mejoran sus funcionalidades gracias a la gran cantidad de datos que ´estas manejan. A su vez la llamada inteligencia artificial es utilizada para acelerar los avances de la tecnología de materiales, lo cual produce mayor dinamismo en el mercado de tecnologías mejorando así las funcionalidades de los dispositivos. Es este el caso del aumento en la eficiencia de transductores y convertidores. La cosecha de energía (Energy Harvesting) es una técnica que se basa en capturar la energía del ambiente para transferirla a algún otro proceso. En el caso particular de la conversión a energía eléctrica para alimentar dispositivos electrónicos es posible identificar tres secciones que permiten el funcionamiento de un cosechador de energía: recolección, almacenamiento y distribución. Siendo la segunda opcional dependiendo de la fuente energética. Cuando se interceptan las necesidades de la industria 4.0, con los avances en términos de las crecientes eficiencias de los dispositivos electrónicos para realizar sus funciones, resulta natural pensar que la cosecha de energía puede ser un gran aliado para mantener redes de sensores de bajo consumo funcionando de manera autónoma. Si se considera como fuente energética el sol, surge la necesidad de almacenar una porción de la energía capturada durante el día para alimentar al dispositivo por la noche, en este caso los sistemas de almacenamiento tradicionales como las baterías de litio ofrecen una gran densidad energética pero una corta vida útil (2 años aproximadamente). Es aquí donde las nuevas tecnologías de almacenamiento como el supe capacitor toma protagonismo aumentando la vida útil en al menos un orden de magnitud.