Recogida de energía biomécnica: generación de electricidad durante la caminata con un mínimo esfuerzo del usuario

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Biomecánica.
• Tecnología portátil Tecnología portátil.
• Recopilación de energía (Energy Harvesting)

Sus antecedentes:

• Los generadores convencionales alimentados por humanos se basan en el trabajo muscular positivo, que es metabólicamente costoso.
• La disipación de energía durante el movimiento humano natural, como la desaceleración de las articulaciones, representa una oportunidad perdida para la generación de energía.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y evaluar una nueva cosechadora de energía biomecánica que genere electricidad durante la caminata humana.
• Para utilizar el trabajo muscular negativo para la recolección eficiente de energía, reduciendo el costo metabólico para los usuarios.

Principales métodos:

• Un dispositivo de recolección de energía montado en la rodilla fue diseñado para participar durante la fase de desaceleración de la pierna de swing.
• El dispositivo selectivamente ayuda a la desaceleración de las articulaciones, convirtiendo la energía mecánica en energía eléctrica.
• Las pruebas se llevaron a cabo en sujetos humanos que caminaban con el dispositivo conectado a una o ambas rodillas.

Principales resultados:

• La cosechadora de energía biomecánica produjo un promedio de 5 vatios de electricidad por pierna durante la caminata.
• Esta salida es aproximadamente 10 veces mayor que la de los dispositivos de recolección de energía existentes montados en el zapato.
• El costo metabólico de la recolección fue significativamente menor, menos de una octava parte de los métodos convencionales de generación de energía humana.

Conclusiones:

• La cosechadora de energía montada en la rodilla desarrollada genera eficientemente una cantidad sustancial de electricidad durante la caminata con un mínimo esfuerzo adicional.
• Esta tecnología muestra una gran promesa para los dispositivos médicos portátiles autoalimentados, como las prótesis de extremidades motorizadas.
• El uso del trabajo negativo para la recolección de energía representa un cambio de paradigma en la generación de electricidad impulsada por el hombre.