Un equipo internacional de investigadores, incluyendo personal del Tec de Monterrey, desarrolla una tela inteligente con la capacidad de generar energía a través de movimiento y cambios de temperatura que sirve para alimentar sistemas de comunicación y monitoreo de salud es desarrollada con el apoyo de la Oficina de Investigación Naval Global (ONRG) de los Estados Unidos.
La idea es que el personal de la Armada de Estados Unidos utilice estos trajes de neopreno desarrollados por los científicos. Además, con algunas modificaciones, el textil podría adaptarse para aletas de buceo, brasieres con biosensores para aviadoras navales, faldones de aerodeslizadores, botes inflables, drones submarinos no tripulados y revestimientos flexibles para la recolección de energía en robots que operan tanto bajo el agua como en tierra.
El proyecto de investigación a cargo de investigadores del Tec de Monterrey, lleva por nombre Dual Envelope Multifunctional Fabric, y participan también el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad Federal de Ceará en Brasil y buscan innovar un material textil, con base en polietileno. El material combina efectos piezoeléctricos y termoeléctricos, es decir, genera cargas eléctricas a través de las deformaciones y las variaciones térmicas.
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La Armada de Estados Unidos financia el proyecto, al ser elegido como uno de los ganadores en la edición 2023 del ONR Global-X Challenge en la categoría Textiles multifuncionales para plataformas de supervivencia.
Luis Marcelo Lozano, investigador del Tec, platicó para TecScience que, junto a sus colegas, desarrolla un prototipo de textil con un enfoque en las necesidades de un buzo como usuario principal, pero que también puede tener otras aplicaciones asociadas a ambientes de supervivencia.
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“Buscamos generar multifuncionalidad con dos tipos de componentes: uno pasivo con las características del PE para dar protección ante las presiones en altas profundidades, con el agua misma y con termorregulación para las bajas temperaturas y, también, uno activo con fibras piezoeléctricas y termoeléctricas para generar electricidad”, explicó.
Lozano destacó que el proyecto fue uno de los seis elegidos a nivel mundial en este certamen para recibir el apoyo.
¿Cómo es que una tela puede generar energía?
El componente activo del material que aún se estudia, se lograría por medio de fibras capaces de generar la electricidad. Así se podrían alimentar sistemas de comunicación, monitoreo de salud y termorregulación activa del traje, entre otros.
Por un lado están las fibras piezoeléctricas, que permiten “generar electricidad a partir de movimientos. Podemos pensar que el traje de buzo genera esta energía mientras se mueva y el sistema se estaría autoalimentando”.
Estos materiales tienen capacidad de polarización. Lozano explica que, cuando existe una deformación mecánica, la separación de polos es más evidente y en el polo negativo (electrones) ocurre la generación de carga en un solo lado; luego, con un elemento conductor se puede llevar la carga hacia el dispositivo que se quiera alimentar.
Mientras, las fibras termoeléctricas permiten generar energía a partir de una diferencia de temperatura, por ejemplo, la que hay entre el cuerpo del buzo y el agua.
En este caso, el investigador señaló que hay similitudes con el funcionamiento de un termopar, un medidor de temperatura industrial, donde existe una diferencia de cargas positivas y negativas que fluyen a través de un material conductor; allí, son las cargas negativas las que también podrían dar energía a un sistema.
Lozano dice que el equipo de investigadores aún trabaja en desarrollar el tejido, con el que ya han visto resultados preliminares que exponen potencias de microwatts, los cuales se pueden multiplicar dependiendo del volumen de una prenda funcional.
Hoy, su objetivo está en optimizar las fibras y generar una cantidad de energía suficiente para ser leída por equipos de caracterización que ayuden a una mejor medición y gestión de las cargas eléctricas.