Zapato inteligente que genera y almacena energía

Parece un zapato como cualquier otro pero con una diferencia: tiene incorporado dos dispositivos en su interior para almacenar la energía que generamos al caminar.

Esta tecnología, desarrollada por investigadores alemanes, puede utilizarse para cargar los sensores electrónicos de los “wearables” –los dispositivos que se visten o se portan– sin necesidad de recurrir a las baterías.

Uno de los aparatos aprovecha la energía que se produce cuando el talón golpea el piso, el otro la toma del movimiento del pie.

Ambos pueden sentar las bases para el desarrollo de un zapato que se ate los cordones solo, para la gente mayor.

Otra de las aplicaciones en las que está trabajando el equipo alemán es un navegador interno para el zapato, que permita calcular la aceleración de la caminata, la velocidad angular (si se registra o no un giro del pie) y el campo magnético.

“Con la información de los sensores, podríamos calcular cuán lejos has caminado y en qué dirección. Imagina una unidad de rescate ingresando a un edificio que no conoce. Pueden verificar en qué dirección caminaron usando un dispositivo manual”, explica Klevis Ylli, del centro de investigación HSG-IMIT.

Los dos dispositivos del zapato generan energía aprovechando el movimiento que se produce entre imanes y bobinas.

Cuando el campo magnético de un imán en movimiento pasa por una bobina, se genera una corriente eléctrica.

Esta energía es relativamente pequeña (entre tres y cuatro milivatios cuando es más potente).

Esto no alcanza para cargar, por ejemplo, un teléfono móvil, que necesita cerca de 2.000 milivatios.

Sin embargo, es suficiente para cargar pequeños sensores y transmisores, lo cual abre la puerta a una serie de nuevas aplicaciones.

El dispositivo de oscilación es de 41 mm de ancho y 70 mm de largo y puede generar una potencia media de 0,84 mW. El de choque es de 40 mm x 60 mm, y ha sido capaz de generar un máximo de 4,13 mW de potencia cuando un sujeto de prueba se movía a 5 km por hora en tierra firme.
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Ambos dispositivos fueron utilizados para dar energía a un sensor de temperatura en el zapato.

Generaron suficiente energía como para alimentar las lecturas de temperatura que se transmitían de forma inalámbrica a través de 10 m a un dispositivo portátil. Pudieron enviar hasta siete transmisiones para cada paso dado.

Para desarrollar los dispositivos fue necesario encontrar un balance entre la cantidad de energía que podían generar, y el tamaño y demás limitaciones.

Según Ylli, el prototipo creado por su equipo ofrece una serie de ventajas en comparación con otros dispositivos anteriores.

“Algunas aproximaciones en el pasado, por ejemplo, trataron de usar una palanca bajo el zapato para cargar un mecanismo que transmite potencia y un generador eléctrico como usan algunas linternas eléctricas. Podían generar hasta 250 milivatios pero eran enormes y pesados, y el mecanismo sobresalía del zapato”, le explica Ylli a la BBC.

“La energía está en relación al tamaño, pero si quieres integrar un dispositivo así a la suela de un zapato, tienes que trabajar con limitaciones estrictas en cuanto al peso y la longitud del dispositivo”, añade el investigador.

“Nosotros creemos haber diseñado dispositivos comparativamente más pequeños, si tomamos en consideración la energía que generan”.

Según explicó Ylli, el aparato que aprovecha la energía que produce el pie al moverse fue desarrollado con la intención de crear un zapato que se ate los cordones solo, para los ancianos.

Este calzado podría detectar cuándo su usuario se lo pone y reaccionar en consecuencia atándose y desatándose cuando sea necesario.

Antes habíamos visto una investigación mexicana que también recoge energía del zapato al caminar.

Fuente: BBC