Investigadores chinos han desarrollado un nuevo tipo de sistema de detección autoalimentado y autocalibrado, que arroja luz sobre el monitoreo ambiental en tiempo real en diversos entornos, según la Universidad de Lanzhou en la provincia de Gansu, en el noroeste de China.

Este sistema impulsa las aplicaciones prácticas de la tecnología de detección autoalimentada y proporciona nuevas soluciones para la utilización eficiente de la energía en una amplia gama de entornos, afirmó la universidad.

Impulsado por la energía mecánica de las gotas de lluvia irregulares, este sistema puede monitorear con precisión la temperatura y la humedad ambiental en tiempo real.

El estudio, realizado por investigadores de la Escuela de Materiales y Energía de la Universidad de Lanzhou, ha sido publicado en la revista Science Advances.

«Propusimos una nueva estrategia práctica para abordar las dificultades en el sector de monitoreo ambiental en tiempo real, calibrando la generación de energía irregular en tiempo real, garantizando así que los sensores alimentados puedan medir con precisión las señales de detección», dijo Liu Shuhai, profesor de la escuela.

Liu explicó que existe una gran cantidad de energía ambiental irregular que es difícil de utilizar directamente para el monitoreo ambiental en tiempo real, como la energía mecánica de las gotas de lluvia o las hojas que caen, así como la energía eólica y la energía solar.

Los sistemas actuales de monitoreo ambiental se basan principalmente en baterías, cuyo reemplazo es difícil y problemático. Además, los nanogeneradores son difíciles de usar directamente para el monitoreo en tiempo real debido a su baja densidad energética y la alta irregularidad de su corriente de salida, según Liu.

El equipo de investigación propuso este nuevo tipo de sistema de monitoreo ambiental autoalimentado y autocalibrado compuesto por un nanogenerador triboeléctrico, una resistencia de calibración y una red de sensores en paralelo, para el monitoreo de temperatura y humedad en tiempo real.

La resistencia de calibración puede monitorear en tiempo real la salida irregular de un nanogenerador triboeléctrico producida por la irregularidad de la lluvia.

Este sistema utiliza la señal de calibración para calibrar la señal de detección en tiempo real, logrando una detección precisa con un margen de error inferior al 5%. Es ideal para situaciones donde los sensores están ampliamente distribuidos pero no pueden alimentarse con baterías o donde es difícil reemplazarlas.

Se puede implementar en entornos complejos, como áreas remotas y bosques, para ayudar con la protección ecológica, la alerta temprana de desastres, el monitoreo meteorológico y más.

Esta nueva estrategia ofrece perspectivas más amplias para el uso eficiente de la energía ambiental, con características de baja densidad energética y extrema irregularidad. De cara al futuro, podrá integrarse con múltiples opciones de energía limpia, como la solar y la eólica, para ampliar aún más los escenarios de aplicación, afirmó Liu.