En el futuro podrás cargar el móvil con esta camiseta

La electrónica está cada vez más presente en nuestras vidas, pero a cambio de un mayor consumo eléctrico. Aunque cada vez existan baterías con más capacidad para nuestros teléfonos móviles y portátiles, no podemos evitar tener que depender de un enchufe cercano para recibir nuestra dosis eléctrica diaria.

Para evitar la dependencia de electricidad, un grupo de ingenieros de la Universidad de California ha logrado una solución prometedora: la posibilidad de recargar dispositivos electrónicos con nuestro cuerpo mientras hacemos ejercicio. Solo necesitamos una camiseta especial que imita a una central eléctrica. ¿El generador? Nuestro movimiento y sudor.

Una red eléctrica en miniatura

En la última década, los ingenieros de materiales han estado volcados en crear generadores eléctricos personales, capaces de obtener electricidad usando el cuerpo humano. El problema es que, hasta ahora, estos sistemas generan muy poca corriente, por lo que se ha usado en dispositivos que no necesitan casi electricidad, como relojes de pulsera que se recargan de manera constante con el balanceo de la mano.

Para evitar este problema, los ingenieros decidieron inspirarse en las redes eléctricas. Las grandes ciudades tienen una alta demanda energética, imposible de satisfacer mediante una única central eléctrica. Así que para lograr un suministro eléctrico constante, se combinan varias centrales eléctricas, almacenando el exceso de corriente para poder asegurar que siempre sea constante cuando llega a nuestro enchufe. De este modo, incluso si una central eléctrica falla, el resto pueden seguir dando suministro y evitar el apagón.

Con los generadores eléctricos personales se puede hacer lo mismo. Si uno solo no puede suministrar corriente suficiente, es posible combinar varios y almacenar la energía en pequeñas baterías para poder generar una corriente eléctrica constante. Esta es la solución que han probado los ingenieros y cuyo resultado ha sido publicado hoy en la revista científica Nature Communications.

Para lograrlo, crearon una camiseta con dos fuentes de energía principales: células de biofuel capaces de generar electricidad a través del sudor, y generadores triboeléctricos que se activan con el movimiento. Cuando se combinan, ambas fuentes de energía acaban generando una corriente eléctrica entre dos y tres veces mayor de la que tendrían por sí solos, siendo capaces de recargar un reloj inteligente de pulsera con una sesión de deporte de treinta minutos.

Las células de biofuel fueron creadas por el mismo laboratorio en 2013, y desde entonces han ido perfeccionando su rendimiento y tamaño. Estas incluyen enzimas que reaccionan con el oxígeno del aire y el lactato del sudor, creando una pequeña corriente eléctrica constante siempre y cuando haya sudor cerca del generador.

Los generadores triboeléctricos son más sencillos y es una tecnología más antigua. Se basan en obtener electricidad frotando un material con carga positiva y otro con carga negativa. En la camiseta, estos materiales se sitúan a los lados del torso y los antebrazos, haciendo que ambos se froten cuando se mueven los brazos a los lados del cuerpo.

La camiseta también incluye varios supercapacitores, capaces de acumular la corriente eléctrica de ambos generadores y poder aportar un suministro eléctrico constante. Como el que tenemos en los enchufes de casa, pero a una intensidad mucho menor.

Un ejercicio productivo

La camiseta que han creado está pensada para el uso deportivo real. Todos estos dispositivos y los circuitos que transmiten la electricidad, están impresos en el propio tejido, no ocupando nada de espacio. También tienen un tratamiento hidrofóbico, que repele el agua y permite que la camiseta pueda ser lavada con facilidad, siempre y cuando no se use detergente.

De este modo, los ingenieros lograron crear la camiseta deportiva perfecta. Al empezar a hacer ejercicio, los generadores triboeléctricos generarán energía inmediata. Pasados unos minutos, el usuario empieza a sudar y las células de biofuel transformarán el sudor en una segunda corriente eléctrica, que continuará incluso cuando estemos descansando tras el deporte.

Probaron la camiseta en sesiones de treinta minutos de actividad, que consistían en diez minutos de bicicleta o cinta de correr, y veinte minutos de descanso. La duración de las sesiones fue suficiente para recargar por completo relojes deportivos y pequeños sensores, pero aún la corriente que se obtiene de ellos es demasiado pequeña como para recargar dispositivos más grandes, como teléfonos móviles o tabletas.

A medida que avance el rendimiento de esta tecnología, podremos obtener electricidad de manera más eficiente. Mientras, el equipo de ingenieros ya piensa otras posibles aplicaciones de su idea. Al pensar en una camiseta como una central eléctrica, pueden expandir la idea incluyendo más generadores que permitan extraer electricidad en el día a día, y no solo durante el deporte intenso. Siempre perseguimos los enchufes, pero puede que el próximo cargador del móvil esté en su armario.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Los supercapacitores son necesarios debido a la diferencia de voltaje que tienen los dos generadores. Las células de biofuel generan una corriente muy baja pero constante en presencia de sudor. En cambio, los generadores triboeléctricos generan pulsos de corriente altos pero momentáneos. Solo con un supercapacitor que acumule la corriente eléctrica es posible conseguir un flujo eléctrico constante.
• La corriente eléctrica generada por la camiseta sigue siendo muy baja, y la cantidad de deporte necesaria para cargar un móvil sería demasiado alta, por eso se plantea su uso para pequeños dispositivos. A medida que mejoren el rendimiento de este tipo de generadores, es factible crear prendas de carga eléctrica con mayor capacidad.

REFERENCIAS:

• Nam Kim, Kyeong; Lv, Jian et al. A Self-Sustainable Wearable Multi-Modular E-Textile Bioenergy Microgrid System. Nature Communications. 2021