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9950 - Sei a > Tecnologia - 20/09/2011 - di Redazione

Il chip che trasforma le vibrazioni in energia


Il chip che trasforma le vibrazioni in energia

È grande come una moneta da un quarto di dollaro, il nuovo device appena sfornato dal Mit, il Massachussets Institute of Technology, ed è in grado di produrre energia sfruttando le vibrazioni, anche minime, dell'ambiente in cui si trova. Basta appoggiarlo su una superficie ‘inquieta’, come ad es. un tubo in cui scorre del liquido, un ponte, il fondo di una strada, ma anche un motore o un qualunque pezzo di macchina, che l’apparecchio comincia a funzionare.

Il dispositivo è stato messo a punto da un gruppo di scienziati concentrati nel risolvere un problema particolarmente importante per le industrie di settore: come mantenere la carica di sensori disseminati qua e là, del tipo di quelli posti lungo le tubazioni di un oleodotto che percorre anche grandi distanze (dell’ordine di centinaia di km), senza dover andare a sostituire le batteria di ciascun sensore. Ma le potenzialità di un congegno simile sono enormi: ogni oggetto che ha bisogno di piccole ricariche di energia potrebbe incorporarne uno, e così ogni fonte di vibrazione potrebbe diventare la sorgente per una ricarica.

I geniacci del Massachussets Institute of Technology sono convinti che l'approccio consentirà anche di realizzare i device a un costo very cheap.
 

Quello che hanno realizzato i ricercatori del Mit fa parte della famiglia dei Mems, i microelectromechanical systems (microsistemi elettromeccanici), che negli ultimi anni stanno conoscendo un grande sviluppo. È un piccolo apparecchio capace di raccogliere e sfruttare vibrazioni molto diverse tra loro, come quelle prodotte dagli oggetti che possono avere bisogno di reti di sensori in grado di controllare continuamente che tutto sia a posto, senza scaricarsi mai, comunicando reciprocamente per trasmettere l'informazione.

Sul mercato esistono già meccanismi che sanno ricavare energia da una vibrazione ma quello messo a punto dal Mit è capace di raccogliere una potenza 100 volte più alta rispetto ai modelli esistenti.

Il segreto sta nel fatto che il nuovo mems risponde non solo alla vibrazione di una certa frequenza prestabilita, ma ad un ampio numero di frequenze anche molto diverse tra loro. Per trasformare la vibrazione in energia si usano materiali piezoelettrici, come il quarzo, del tutto simili a quelli contenuti in un comune accendigas da cucina. Quando il materiale piezoelettrico viene sottoposto a uno stress (ad es. per sfregamento) emette una piccola quantità di energia, la quale può dare origine a una scintilla. Oppure può essere raccolta da un piccolo elettrodo e immagazzinata. Il problema è, appunto, che ogni materiale risponde alla vibrazione solo di una certa frequenza: viceversa non funziona.

Tale caratteristica, altamente selettiva, è comoda quando si ha l’esigenza di far rispondere un apparecchio solo a uno specifico comando anziché scattare quando vuole. Diventa però un grosso limite quando si cerca di collegarlo al "rumore" prodotto dalla vibrazione di un oggetto, che di norma è molto irregolare. Gli scienziati del Mit anziché creare un sistema fatto di tanti materiali piezoelettrici diversi per tentare di sfruttare tante frequenze diverse hanno modificato il "design" dell'apparecchio: con un piccolo "ponte" di collegamento tra il materiale piezoelettrico e il chip al centro del sistema in sostituzione di una struttura rigida.

I geniacci del Massachussets Institute of Technology sono convinti che l'approccio consentirà anche di realizzare i device a un costo very cheap.

di Redazione - 20 settembre 2011  

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