Coletor de energia de vibração ambiente ajusta-se automaticamente ao tremido

Redação do Site Inovação Tecnológica - 26/10/2020

O dispositivo funciona de forma parecida com um sintonizador de rádio, que muda as "estações" conforme a frequência da vibração.
[Imagem: Youn-Hwan Shin et al. - 10.1016/j.nanoen.2020.104986]

Transformar vibrações em eletricidade

A colheita de energia promete aproveitar coisas comuns, e das quais nem mesmo nos damos conta, para gerar eletricidade e eliminar a necessidade de baterias nos aparelhos portáteis e em toda a parafernália prometida pela internet das coisas.

Isso inclui tirar proveito do ar que você exala, da brisa conforme você anda ou corre e das vibrações presentes por todos os lados, sejam elas resultantes do funcionamento de máquinas, do vento batendo na janela ou dos carros passando na rua.

O problema é que esses coletores de energia - também conhecidos como nanogeradores - até agora só conseguiam absorver frequências específicas de vibração, o que significa que eles podem não alcançar toda a sua eficiência caso o veículo que esteja passando na rua seja um carro ou um caminhão, por exemplo.

Mas esse inconveniente agora foi sanado por Youn-Hwan Shin e colegas do Instituto de Ciência e Tecnologia da Coreia do Sul.

Shin criou um coletor de energia das vibrações ambientes que consegue capturar diversas frequências sem depender de qualquer ajuste: Um mecanismo automático de ressonância ajusta o aparelho às vibrações que estiverem ocorrendo a cada momento.

Esquema de funcionamento do ajuste automático de ressonância.
[Imagem: Youn-Hwan Shin et al. - 10.1016/j.nanoen.2020.104986]

Ajuste automático de ressonância

Deixando de lado os microcontroladores e motores necessários para ajustar o funcionamento dos nanogeradores atuais, a equipe criou uma estrutura capaz de se sintonizar com a frequência vibratória circundante sem um dispositivo elétrico separado.

Para isso, Shin usou uma massa de prova que se move de forma autônoma dentro do coletor de energia. Quando ocorre uma vibração no entorno, o peso se move para um local diferente, de acordo com a frequência de vibração. O coletor de energia, por sua vez, passa a trabalhar naquela frequência, atingindo a ressonância com a vibração externa.

Como resultado, a faixa de frequências onde a ressonância pode ser alcançada pelo coletor de energia é 1.400% maior do que a dos dispositivos existentes, que têm uma única frequência natural.

"A importância deste estudo é que fomos os primeiros a implementar um coletor de energia que tem uma estrutura simples e pode realizar autoajuste sem consumo de energia adicional. Esperamos que ele acelere muito a aplicação dos coletores de energia na vida real. Acredito que os coletores de energia autoajustáveis desempenharão um papel fundamental como fonte de energia autônoma para redes de sensores sem fio, dispositivos eletrônicos vestíveis e a internet das coisas, que é uma das principais tecnologias da Quarta Revolução Industrial," disse o professor Hyun-Cheol Song, coordenador da equipe.

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