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por�Minnie Glymph

07 Noviembre 2013

del Sitio Web�Eurekalert

traducci�n de Adela Kaufmann
Versi�n original en ingles

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Las c�lulas metamateriales Dise�adas por Ingenieros de Duke

suministran energ�a el�ctrica tan eficientemente como los paneles solares�

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�C�mo se define la energ�a libre?�

Un dispositivo barato que convierte la radiaci�n de fondo

de libre acceso a energ�a para hacer funcionar aparatos o cargar bater�as?�

No se necesita de combustibles f�siles.�

No se necesita hacer girar turbinas.�

Una energ�a limpia, ya sea si brilla o no brilla el sol

o si sopla o no el viento.

��Suena bien?�

Hoy en d�a, los investigadores de la Universidad Duke

anunciaron un nuevo dispositivo de punta que� cosecha WiFi

y la convierte en corriente directa para cargar bater�as.�

El equipo alcanz� una asombrosa tasa de conversi�n de energ�a

comparable a los paneles solares actuales.
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Esta matriz de metamaterial de cinco c�lulas desarrollado en la Universidad de Duke

cosecha energ�a con una eficiencia de 36,8% - comparable a una c�lula solar�
Haga clic aqu� para obtener m�s informaci�n�.

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DURHAM, N.C.

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Usando materiales de bajo costo configurados y sintonizados para captar se�ales de microondas, investigadores de la Escuela Pratt de Ingenier�a de la Universidad de Duke han dise�ado un poderoso dispositivo �de recolecci�n de energ�a con una eficacia similar a la de los paneles solares modernos.�

El dispositivo convierte inal�mbicamente la se�al de microondas para dirigir voltaje de corriente capaz de recargar una bater�a de tel�fono celular u otro dispositivo electr�nico peque�o, seg�n un informe que aparece en la revista�Applied Physics Letters, en diciembre de 2013 (�Un Metamaterial Microondas con Funcionalidad Integrada de Recolecci�n de Energ�a�).�

Opera en un principio similar a los paneles solares, que convierten la energ�a luminosa en corriente el�ctrica.�Pero �sta vers�til cosechadora de energ�a podr�a ser sintonizada para recoger la se�al de otras fuentes de energ�a, incluidas las se�ales de sat�lite, las se�ales sonoras o se�ales de Wi-Fi, dicen los investigadores.�

La clave del poder cosechador reside en su aplicaci�n de�metamateriales, estructuras de ingenier�a que pueden capturar las diversas formas de ondas de energ�a y sintonizarlas para aplicaciones �tiles.�

El estudiante de pregrado de ingenier�a�Allen Hawkes, trabajando con el estudiante graduado�Alexander Katko�y el investigador principal�Steven Cummer, profesor de ingenier�a el�ctrica e inform�tica, dise�� un circuito el�ctrico capaz de cosechar microondas.�

Utilizaron un serie de cinco conductores de fibra de vidrio y conductores de energ�a de cobre con cables entre s� en una placa de circuito para convertir microondas en 7.3V de energ�a el�ctrica.�

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En comparaci�n, los cargadores� Universal� Serial Bus (USB) para dispositivos electr�nicos peque�os proporcionan alrededor de 5V de alimentaci�n.

"Nosotros est�bamos buscando la mayor eficiencia energ�tica que pudi�ramos lograr", dijo Hawkes.

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"Hemos estado recibiendo eficiencia energ�tica alrededor del 6 al 10 por ciento, pero con este dise�o hemos sido capaces de mejorar dram�ticamente la conversi�n de energ�a a un 37 por ciento, que es comparable a lo que se consigue en las c�lulas solares."

"Es posible utilizar este dise�o para un gran cantidad de diferentes frecuencias y tipos de energ�a, incluyendo� vibraci�n y el aprovechamiento de la energ�a del sonido ", dijo Katko

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"Hasta ahora, much�simo trabajo con metamateriales ha sido te�rico. Estamos demostrando que con un poco de trabajo, estos materiales pueden ser �tiles para aplicaciones de consumo."

Por ejemplo, una capa de metamaterial podr�a aplicarse en el techo de una habitaci�n para reorientar y recuperar una se�al de Wi-Fi que de otra manera se perder�a, dijo Katko.

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Otra aplicaci�n podr�a ser la mejora de la eficiencia energ�tica de los aparatos, recuperando de forma inal�mbrica la energ�a que se pierde durante el uso.

"Las propiedades de los metamateriales permiten dise�ar flexibilidad, lo cual no es posible con dispositivos comunes como antenas", dijo Katko.

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"Cuando las antenas tradicionales est�n cerca unas de otras en el espacio, se comunican entre s� e interfieren con el funcionamiento de cada una. El proceso de dise�o utilizado para crear nuestra gama de metamaterial toma en cuenta estos efectos, lo que permite a las c�lulas trabajar juntas."

Con modificaciones adicionales, los investigadores dijeron que el poder de recolecci�n de metamaterial potencialmente podr�a ser incorporado en un tel�fono celular, permitiendo que el tel�fono se recargue sin cables mientras no est� en uso.

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TEsta caracter�stica podr�a, en principio, permitir que las personas que viven en lugares que no tienen acceso a una toma de corriente convencional obtengan energ�a a partir de una cercana torre de telefon�a celular en su lugar.

"Nuestro trabajo demuestra un m�todo sencillo y de bajo costo para la recolecci�n de energ�a electromagn�tica", dijo Cummer.

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"La belleza del dise�o es que los bloques de construcci�n b�sicos son aut�nomos y aditivos. Simplemente se puede montar m�s bloques para aumentar la energ�a recolectada."

Por ejemplo, una serie de bloques de potencia de captaci�n podr�an ser montadas para capturar la se�al de un conjunto conocido de sat�lites que sobrevuelan de paso, explican los investigadores.

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La peque�a cantidad de energ�a generada a partir de estas se�ales podr�a alimentar una red de sensores en un lugar remoto como la cima de una monta�a o en el desierto, permitiendo la recopilaci�n de datos para un estudio a largo plazo que toma mediciones infrecuentes.

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Nota:

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La investigaci�n fue apoyada por una�Iniciativa de Investigaci�n de la Universidad Multidisciplinaria�de la Oficina de Investigaci�n del Ej�rcito (Contrato No. W911NF-09-1-0539).

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