¿Alguna vez se imaginó que fuera posible generar energía eléctrica a través del tránsito vehicular o incluso de sus propios pasos? A pesar de que suena bastante singular, esto sí es posible, y es una realidad, gracias al invento del dispositivo ‘Generador piezoeléctrico’ creado por Nobel Castellanos y Fernando Álvarez, docentes de la Universidad Minuto de Dios de Bogotá e integrantes del grupo de investigaciones IT-Uniminuto.
Este ingenioso artefacto con forma de moneda, puede producir hasta 0.2 vatios, y se compone a partir de materiales piezoeléctricos libres de plomo, que al ejercer presión sobre ellos, generan energía. Es un nuevo y revolucionario mecanismo que funciona de manera autosostenible y a la vez, es amigable con el medio ambiente, a diferencia de otros métodos convencionales productores de energía eléctrica.
Debido a la autenticidad, novedad y funcionabilidad de este invento, la Superintendencia de Industria y Comercio, SIC, otorgó la patente de invención del “Proceso de fabricación de un material cerámico ferroeléctrico, libre de plomo con propiedades piezoeléctricas para generar energía alternativa y material obtenido por el mismo”, siendo esta, orgullosamente, la primera patente que obtiene la institución.
El proceso de patente inició con una evaluación preliminar realizada por la entidad Connect-Bogotá, que apoya ideas innovadoras de pequeños empresarios de la región, en donde se estableció que las características del proyecto eran adecuadas para el proceso.
El siguiente paso consistió en la radicación de la información respectiva ante la SIC, quien se encargó de evaluar los tres aspectos fundamentales del dispositivo: grado de innovación, grado de novedad, y grado de aplicabilidad industrial.
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Durante el proceso, fue necesario responder algunos oficios aclaratorios que emitió la SIC en el estudio, donde finalmente fueron suficientes los argumentos de respuesta, concediéndole la protección de la invención mediante la patente, proceso en el que contó con el apoyo de Colciencias.
El dispositivo se desarrolló bajo el efecto piezoeléctrico, pero ¿en qué consiste este fenómeno?...
El efecto piezoeléctrico, descrito de esta manera por Castellanos y Álvarez, “es la propiedad de algunos materiales como cristales naturales o cerámicas artificiales que generan cargas eléctricas al ser sometidos a algún esfuerzo mecánico, como compresión, tensión, torsión, entre otros”.
Un fenómeno interesante y alternativo en la producción de energía, que ya ha sido aplicado de dos maneras: la primera, en las instalaciones de la Universidad Uniminuto, como un reductor de velocidad instalado en el parqueadero, donde sus valores de energía fueron monitoreados vía web, demostrando de esta forma su aplicación en zonas de tránsito vehicular.
La segunda alternativa consistió en un “tapete” que genera energía a partir de la presión que ejerce el paso de personas sobre este dispositivo. Aplicaciones que demostraron la efectividad y particularidad del proyecto.
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La trayectoria de la creación de este mecanismo tuvo un lapso de alrededor de cinco años de investigación e inició a raíz de una idea del doctor e ingeniero electrónico Jorge Reynolds, inventor del marcapasos, quien motivó la posibilidad de generar energía a partir del efecto piezoeléctrico.
Inicialmente, Reynolds expuso la idea basándose en este efecto, que se produce de forma natural en los cristales de cuarzo, para luego abordar el tema de cerámicas sintéticas que tuvieran las mismas propiedades de generación de energía. En 2012, el ingeniero Nobel Castellanos retoma la idea y da inicio a la experimentación con materiales que fueran comerciales y que permitieran la fabricación de cerámicas con propiedades piezoeléctricas.
Esto permitió establecer la factibilidad del proyecto, el cual estaba siendo desarrollado por el programa de tecnología en electrónica de Uniminuto. A partir del año 2014, con la colaboración del ingeniero Fernando Álvarez, se obtuvo financiación para continuar con la iniciativa por medio de la participación en convocatorias internas de investigación, patrocinadas por Uniminuto, permitiendo así la creación de este novedoso artefacto.
Los ingenieros Castellanos y Álvarez resaltan que el problema original que se quiere abordar con este proyecto, es el de generar energía de forma alternativa en espacios urbanos, en donde otros recursos energéticos no puedan ser implementados debido a una baja radiación solar o vientos de poca calidad para generadores eólicos. En estos ambientes, se cuenta con que el tránsito de personas y vehículos es frecuente, por lo que puede aprovecharse este fenómeno como recurso para la generación de energía por medio del efecto piezoeléctrico.
Al implementar estos sistemas en las ciudades, será posible usar la energía generada para que algunos sistemas en la ciudad operen de forma autónoma respecto a su alimentación eléctrica. Algunos usos que se le podrían dar serían la iluminación de calles y senderos peatonales, sensórica para ciudades inteligentes, como elemento publicitario en andenes y calles, entre otras muchas aplicaciones.
En consecuencia, el desarrollo de esta innovación es otra forma de generación de energía eléctrica, que se suma a los muchos esfuerzos mundiales en investigación de nuevas fuentes de energía. Por lo tanto, la importancia radica no en reemplazar alguna fuente existente sino en la de proponer otras alternativas que permitan tener una mayor disponibilidad energética y a la vez que sean amigables con el medio ambiente.
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Energía, esencial
Las diversas maneras de generar energía eléctrica, con altos costes ambientales, que afectan el planeta, tales como la quema de combustibles fósiles, la energía nuclear y la energía hidroeléctrica. De ahí la importancia del proyecto de Nobel Castellano y Fernando Álvarez, cuyo método que genera energía a partir del efecto piezoeléctrico, es amigable con el medio ambiente y autosostenible,
La energía eléctrica, entendida como una forma de energía que se obtiene por medio del movimiento de electrones positivos y negativos, en materiales conductores. Es un recurso indispensable en la vida moderna que permea casi todo lo que usamos.
Los inventores
Nombre: Fernando Álvarez
Estudios: Ingeniero electrónico de la Universidad Distrital Francisco José de Caldas; Maestría en Ingeniería con énfasis en energías alternativas, Universidad Libre de Colombia; Especialización en telecomunicaciones móviles en Universidad Distrital Francisco José de Caldas; estudios en diagnóstico de las condiciones técnicas y financieras en instrumentos y equipos médicos y servicios, en el Hospital Militar; integrante del grupo investigaciones IT-Uniminuto; profesor de tecnología en electrónica en Uniminuto.
Nombre: Nobel Castellanos
Estudios: Ingeniero electrónico de la Universidad de San Buenaventura-Bogotá; Maestría en postrados europeos en voto electrónico, aplicación y desarrollo, en la Universidad Internacional de La Rioja (España); Especialización en Gerencia de Proyectos de Ingeniería Electrónica y Especialización en Gerencia de Proyectos en Ingeniería de Telecomunicaciones, en la Universidad Santo Tomás; Especialización en Docencia, Universidad La Gran Colombia; Especialización en Gestión de Proyectos de Desarrollo de la Universidad La Gran Colombia. Profesor de tecnología en electrónica en Uniminuto.