006LA TÉCNICA
05-062013
Esquema de las baldosas con los materiales piezoeléctricas
Prototipo de generación P-001. Con el prototipo P-001 se evaluó el comportamiento de los materiales, trabajando simultáneamente
Materfad presenta en Construmat un sistema de baldosas piezoeléctricas que generan y acumulan energía eléctrica aprovechando la energía mecánica de las pisadas de los peatones
Smart Cities bajo los pies Albert López Es un prototipo, pero “el cálculo y la realidad ya está demostrado”. Así de rotundo se ha mostrado Javier Peña, director técnico de Materfad, durante su ponencia Implementación de piezoeléctricos en un suelo técnico para
generación de energía eléctrica en la pasada edición de Construmat. La idea es muy sencilla. Aprovechar la energía mecánica que generamos las personas en el proceso de la marcha para transformarla en energía eléctrica.
S
u aplicación más factible, y viable económicamente, son los suelos técnicos que podemos encontrar en multitud de plazas de las ciudades y de centros comerciales. “Es otra manera de abrir este camino y de empezar a posicionarse como una smart city donde ya estamos aprovechando la energía que estamos generando en la pisada”. Este proyecto “no es sólo de generación de energía directa, también es un proyecto en el que vamos a calcular cuántas baterías y cuántas celdas de estas baterías necesitamos para que, por ejemplo, caminando por el día se iluminen las farolas por la noche”. Estas baldosas ya incorporarán las celdas que son las que harán de carga de energía.
El sistema Pero, ¿cómo funciona exactamente? La energía mecánica que genera una pisada mediante la presión sobre la baldosa, de polipopireno y 40 cm x 40 cm regulable en altura, es absorbida por las piezas piezoeléctricas siempre que haya deformación de este tipo de materiales, no es suficiente el rozamiento.
Javier Peña durante su presentación en Construmat
Estas piezas piezoeléctricas se implementan en las columnas que serán la base del suelo técnico, no en un pavimento ni en un hormigón, donde el paso de una persona activará un mínimo de 4 columnas, con un desplazamiento máximo de 4 mm. Esta energía generada se acumula “porque este tipo de materiales piezoeléctricos tienen una capacidad y un eficacia muy importante en transformar la energía y utilizarla in situ, en el momento”. No obstante, “si tenemos que almacenar la energía en una batería para utilizarla por la noche para que funcionen las farolas de la ciudad tendremos una pérdida de esta energía y, por tanto, esta pérdida la hemos de controlar”. Y controlar quiere decir “generar un circuito el
Esquema de la electrónica implementada
máximo de eficaz”. Es decir, inteligente. Estos materiales, conocidos hasta ahora como presostratos, no “han sido pensados para transformar esta presión en una energía eléctrica de manera eficaz. Esto es lo que muchísimas industrias están trabajando ya y a lo que se refieren como conversores de energía”, asegura Peña.
Los resultados previos Materfad y los otros socios impulsores de este proyecto, el centro tecnológico LEITAB y la Escuela de Diseño e Ingeniería Elisava, ya han realizado pruebas del rendimiento energético de este sistema. El prototipo P-001, con los materiales piezoléctricos más económicos del mercado instalados, ha gene-
rado 2,37 w/h/balsosa, teniendo en cuenta una frecuencia de pisada de 10 segundos y que en 1 hora hay 360 pulsaciones por columna (cada pisada activa 4 columnas, con lo que hay 1.440 pulsaciones/hora/ baldosas). Con el material de máxima calidad del mercado se elevaría la eficacia del sistema hasta los 7,93 w/h/ baldosa. Si seguimos el ejemplo de las baldosas para iluminar las farolas LED públicas el resultado sería que con el prototipo P-001 serían necearias 27,2 baldosas (5 m2) por luminaria LED para generar y cargar durante 12 horas al día una batería de 100 celdas. La cantidad de baldosas por luminaria con el mejor material piezoeléctrico se reduce drásticamente: 0,88 baldosas. “La utilización de materiales específicamente pensados para ser utilizados en los conversores de energía multiplicará por 10 o por 20 la eficacia del sistema”, sentencia Peña. El objetivo de Mater es, pues, “presentar un producto real calculado y demostrado en el momento para entender la capacidad de generar eficacia que tiene el material”.