Con el objetivo de mejorar los sistemas de vigilancia de terremotos y, por ende, la información a la población y a las autoridades competentes sobre riesgo sísmico, investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM) y de IMDEA Materiales han desarrollado y probado un innovador sensor sísmico basado en el efecto triboeléctrico.
Este efecto es un tipo de electrificación por contacto que se produce cuando ciertos materiales se cargan eléctricamente al separarse de otro material. Un ejemplo cotidiano es frotar un plástico contra la piel o el cabello, lo cual puede generar triboelectricidad. Los nuevos sensores actúan como nanogeneradores de energía triboeléctrica (TENG, por sus siglas en inglés).
Según José Sánchez del Río de la UPM, «este nuevo sensor sísmico se puede usar para detectar terremotos y avisar del peligro mediante un sistema muy barato, de muy bajo consumo y resistente a condiciones adversas».
Los investigadores, liderados por Sánchez del Río del Grupo de Investigación en Materiales Estructurales Avanzados y Nanomateriales de la UPM, realizaron pruebas en el Centro de Estudios y Experimentación de Obras Públicas (CEDEX). Compararon las mediciones de vibración obtenidas con el nuevo sensor, colocado sobre la superficie de una mesa de vibración, con las obtenidas por los sistemas microelectromecánicos (MEMS) usualmente utilizados en la red nacional de sensores sísmicos del Instituto Geográfico Nacional (IGN), con el que también colaboraron.
Los resultados, publicados en la revista Nano Energy, mostraron una gran similitud entre ambas señales, lo que demuestra la utilidad del nuevo dispositivo. Además, el sensor, integrado en una red sísmica, es capaz de detectar terremotos con gran sensibilidad y precisión a miles de kilómetros de su epicentro. Este nuevo dispositivo no solo es resistente en condiciones extremas, sino que puede comunicar la información de la actividad sísmica a grandes distancias, hasta a 20 kilómetros en zonas interurbanas, y esta información también puede ser visualizada en cualquier dispositivo con internet.
El nuevo sensor sísmico ya ha sido patentado y sus principales componentes son transductores triboeléctricos fabricados en el laboratorio de IMDEA Materiales, liderado por el investigador De-Yi Wang. Estos transductores están formados por dos capas de material polimérico que, mediante diferentes tratamientos químicos, tienen electronegatividad opuesta. Al ponerse en contacto, estas capas generan una potencia eléctrica de alto voltaje sin necesidad de una fuente externa. Por esto se llaman TENG.
El sensor también incluye una masa inercial que se posiciona sobre el transductor triboeléctrico, permitiendo detectar vibraciones en el eje Z del espacio. Es capaz de detectar vibraciones de muy poca amplitud y alta frecuencia, y la señal se puede transmitir a grandes distancias y visualizarse mediante el internet de las cosas (IoT).
Actualmente, el Departamento de Diseño Mecánico Industrial de ETS de Ingeniería y Diseño Industrial de la UPM (ETSIDI-UPM), liderado por Francisco Santos Olalla y Rafael Cascón Porres, junto con la estudiante Alba López Laguna, está a cargo del diseño mecánico para detección 3D. Sánchez del Río, junto con David Patrizi y Álvaro Merodio, han demostrado que las señales de vibración se pueden transmitir a grandes distancias y visualizarse en internet mediante IoT.
Sánchez del Río destaca las ventajas del nuevo sensor sísmico: «Puede utilizarse para detectar terremotos y avisar del peligro mediante un sistema muy barato, de muy bajo consumo y resistente a condiciones adversas. Los potenciales usuarios van desde grandes corporaciones, pequeñas y medianas empresas o particulares interesados, así como los responsables de los sistemas nacionales de detección de terremotos».
Fuente: Agencia Sinc
