El Internet de las Cosas (IOT) permitirá conectar infinidad de dispositivos necesarios para la vida diaria. Desde los coches, hasta la estufa, nuestra vida será más agradable, gracias al apoyo de la tecnología. Pero para lograrlo, los expertos estiman que la cantidad de dispositivos de IoT, incluidos los sensores que recopilan datos en tiempo real sobre la infraestructura y el medio ambiente, podría aumentar a 75 mil millones en todo el mundo para 2025.
Pero esos sensores deben estar ubicado en calle, edificios, caminos, hogares y lugares de difícil acceso. Y con la tecnología actual, los dispositivos requieren baterías que deben reemplazarse con frecuencia. Ello puede ser problemático para el monitoreo a largo plazo.
Con el objetivo de resolver este problema, un grupo de investigadores del Instituto Tecnológico de Massachussetts (MIT) ha diseñado sensores fotovoltaicos que podrían transmitir datos durante años antes de que necesiten ser reemplazados.
Una solución en puertas
Para hacerlo, montaron células de perovskita de película delgada en etiquetas de identificación de radiofrecuencia (RFID) de bajo costo.
Las células de perovskita son conocidas como excelentes recolectores de energía, debido a su bajo coste potencial, flexibilidad y relativa facilidad de fabricación.
Estas películas podrían alimentar los sensores tanto con luz solar brillante como con condiciones de interior más tenues. Además, el equipo descubrió que la energía solar en realidad le da a los sensores un gran impulso de energía. Esto permite mayores distancias de transmisión de datos y la capacidad de integrar múltiples sensores en una sola etiqueta RFID.
Los investigadores del Laboratorio de Autoidentificación y del Laboratorio de Investigación Fotovoltáica del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) destacaron que en el futuro, podría haber miles de millones de sensores a nuestro alrededor. Con esa escala necesitará muchas baterías que deberán recargar constantemente. Pero, si son alimentados utilizando la luz ambiental, se les podría olvidar durante meses o años.
El trabajo de estos especialistas consiste básicamente en construir etiquetas RFID mejoradas utilizando recolectores de energía para una variedad de aplicaciones.
New photovoltaic-powered sensors designed by @MITMechE researchers «achieved about 10 percent efficiency, which is fairly high for still-experimental perovskite cells.” https://t.co/BZTZVRPxzH
— MIT Energy Initiative (@mitenergy) September 30, 2019
Tecnología de bajo coste
En intentos recientes de crear sensores autoalimentados, otros investigadores han utilizado células solares como fuentes de energía para dispositivos de Internet de las cosas (IoT). Pero esas son básicamente versiones reducidas de las células solares tradicionales, no la perovskita.
Las células tradicionales pueden ser eficientes, duraderas y potentes bajo ciertas condiciones. Sin embargo, los investigadores aseguran que resultan inviables para los sensores ubicuos de IoT.
Por otro lado, pueden imprimirse utilizando técnicas fáciles de fabricación y a bajo coste. El material resultante es delgado, flexible y transparente. Además, se le puede programar para cosechar energía de cualquier tipo de iluminación interior y exterior.
La idea, entonces, era combinar una fuente de energía de bajo coste con etiquetas RFID, que son adhesivos sin batería utilizados para monitorear miles de millones de productos en todo el mundo. Las pegatinas están equipadas con pequeñas antenas de frecuencia ultra alta que cuestan cada una unos pocos centavos de dólar, afirman los investigadores.
Extraen energía mientras transmiten
Las etiquetas RFID se basan en una técnica de comunicación llamada «retrodispersión». Mediante ella, se transmiten datos reflejando señales inalámbricas moduladas fuera de la etiqueta y de regreso a un lector.
Al igual que con los sistemas tradicionales, un lector barre la sala y cada etiqueta responde. Pero en lugar de utilizar la energía del lector, extrae la energía recolectada de la célula de perovskita para alimentar su circuito y enviar datos mediante retrodispersión de señales de RF.
De esta manera, los sensores podrían transmitir y recopilar datos para los vehículos de conducción autónoma, los GPS, los dispositivos de seguridad, los sistemas de salud. Y sin necesidad de hacer constantes recorridos para reemplazar las baterías.
Unos dispositivos que transmite datos, mientras se recargan con la luz del sol. El Internet de las Cosas está ya a la vuelta de la esquina.
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