Smokey the Bear dice que solo usted puede prevenir incendios forestales, pero ¿qué pasaría si Smokey tuviera una copia de seguridad de alta tecnología? En un nuevo estudio, un equipo de científicos de la Universidad Estatal de Michigan diseñó y fabricó un sistema remoto de detección y alarma de incendios forestales alimentado por nadapero el movimiento de los árboles en el viento.
Como se detalla en el diario Materiales funcionales avanzados , el dispositivo, conocido como MC-TENG - abreviatura de nanogenerador triboeléctrico cilíndrico multicapa TENG - genera energía eléctrica al recolectar energía del movimiento esporádico de las ramas de los árboles de los que cuelga.
"Hasta donde sabemos, esta es la primera demostración de un MC-TENG tan novedoso como un sistema de detección de incendios forestales", dijo el autor principal Changyong Cao, quien dirige el Laboratorio de máquinas blandas y electrónica en la Escuela de Envasado de MSU yes profesor asistente en la Escuela de Empaque y los Departamentos de Ingeniería Mecánica e Ingeniería Eléctrica e Informática.
"El sistema de detección autoalimentado podría monitorear continuamente el fuego y las condiciones ambientales sin requerir mantenimiento después del despliegue", dijo.
Para Cao y su equipo, los trágicos incendios forestales en los últimos años en todo el oeste americano, Brasil y Australia fueron las fuerzas impulsoras de esta nueva tecnología. Cao cree que una respuesta rápida y rápida a los incendios forestales facilitará la tarea de extinguirlos,reduciendo significativamente el daño y la pérdida de bienes y vidas.
Los métodos tradicionales de detección de incendios forestales incluyen monitoreo satelital, patrullas en tierra, torres de vigilancia, entre otros, que tienen altos costos laborales y financieros a cambio de una baja eficiencia.
Las tecnologías actuales de sensores remotos se están volviendo más comunes, pero dependen principalmente de la tecnología de batería para obtener energía.
"Aunque las células solares se han utilizado ampliamente para la electrónica portátil o los sistemas autoalimentados, es difícil instalarlas en un bosque debido a la sombra o la cobertura del exuberante follaje", dijo Yaokun Pang, coautor y asociado del postdoc enLaboratorio de Cao.
la tecnología TENG convierte la energía mecánica externa, como el movimiento de una rama de árbol, en electricidad a través del efecto triboeléctrico, un fenómeno en el que ciertos materiales se cargan eléctricamente después de separarse de un segundo material con el que estaban previamentecontacto.
La versión más simple del dispositivo TENG consiste en dos fundas cilíndricas de material único que se ajustan entre sí. La funda central está anclada desde arriba mientras que la funda inferior es libre de deslizarse hacia arriba y hacia abajo y moverse de lado a lado, restringida solo poruna banda conectiva elástica o resorte. A medida que las dos mangas se salen de la sincronización, la pérdida intermitente de contacto genera electricidad. Los MC-TENG están equipados con varias capas triboeléctricas jerárquicas, lo que aumenta la salida eléctrica.
El MC-TENG almacena su corriente eléctrica generada esporádicamente en un micro supercondensador basado en nanotubos de carbono. Los investigadores seleccionaron esta tecnología por sus rápidos tiempos de carga y descarga, lo que permite que el dispositivo se cargue adecuadamente con ráfagas de viento cortas pero sostenidas.
"A una frecuencia de vibración muy baja, el MC-TENG puede generar electricidad de manera eficiente para cargar el supercondensador conectado en menos de tres minutos", dijo Cao.
Los investigadores equiparon el prototipo inicial con sensores de monóxido de carbono CO y de temperatura. La adición de un sensor de temperatura tenía la intención de reducir la probabilidad de una lectura de dióxido de carbono falso positivo.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Estatal de Michigan . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Las emisiones globales de metano se disparan a niveles récord
Los investigadores convierten mosquitos hembras en machos no picadores con implicaciones para el control de mosquitos
Platón tenía razón: la Tierra está hecha, en promedio, de cubos
Al igual que los humanos, las ballenas beluga forman redes sociales más allá de los lazos familiares