Sensor sem Bateria para Incêndios

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Detecção de incêndio florestal auto-alimentada
Desenvolver um sensor eletrônico sem bateria para monitorar a floresta.
Durante a temporada de incêndios florestais, os bombeiros dependem de dados de sensores no campo
para dar-lhes uma imagem precisa de onde os surtos estão ocorrendo.
Geralmente, esses sensores são alimentados por bateria e, nas áreas remotas onde os sensores são
necessários, a substituição da bateria não é uma questão trivial.
Sensores de energia solar têm sido usados para este tipo de aplicação, mas a folhagem densa de
algumas florestas limita sua utilidade. Neste contexto, uma equipe americana desenvolveu um
dispositivo que transforma a energia de ramificação de ramos em energia elétrica que pode ser usada
para alimentar um sensor.
A tecnologia
A corrente elétrica para alimentar os sensores é gerada através de um fenômeno conhecido como
“triboeletricidade”. Se dois materiais têm uma afinidade diferente para os elétrons, então, quando eles
entram em contato, uma pequena tensão pode surgir. Ao projetar habilmente um sistema, essa tensão
pode ser usada para gerar uma corrente elétrica.
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Design esquema do dispositivo
Este dispositivo em particular contém várias camadas dispostas em um formulário cilíndrico (veja acima).
As camadas de cobre e polímero repetidas são anexadas a molas.
O cilindro completo é pendurado em um objeto como um galho de árvore. Quando o ramo se move, o
dispositivo se expande e se contrai, fazendo com que as camadas internas se esfregem umas das
outras, gerando corrente elétrica (veja o vídeo abaixo).
https://youtu.be/YPx_BL9S8gI
Aplicações
“Em uma frequência de vibração muito baixa, o dispositivo pode gerar eletricidade eficientemente para
carregar o supercapacitor conectado em menos de três minutos”, disse o principal autor Changyong
Cao.
Como parte do trabalho, a equipe mostrou que o dispositivo poderia ser usado para alimentar tanto um
termômetro quanto um sensor de monóxido de carbono, elementos que são cruciais para qualquer
sistema de alerta de incêndio florestal.
https://youtu.be/YPx_BL9S8gI
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“Até onde sabemos, esta é a primeira demonstração de tal [dispositivo] como um sistema de detecção
de incêndios florestais”, disse Cao, “O sistema de detecção auto-alimentada poderia monitorar
continuamente as condições de incêndio e ambientais sem exigir manutenção após a implantação”.
A comercialização
Uma série de etapas são necessárias antes que este dispositivo possa ser amplamente utilizado. As
modificações são necessárias para garantir que o dispositivo possa sobreviver em uma ampla variedade
de climas; atualmente, a geração de eletricidade só foi testada em um ambiente de laboratório.
A equipe espera ter as modificações necessárias feitas em um futuro próximo, para que um protótipo
possa ser testado no campo.
Referência: Yaokun Pang, et al. Nanogenerador Trilindlétrico Multicamada para Colheita Energia Cinética
de Galhos de Árvores para Monitoramento Ambiente Condição e Incêndio Florestal “Materiais funcionais
avançados (2020). DOI: 10.1002/adfm.202003598
Citações adaptadas do comunicado de imprensa
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https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202003598
https://msutoday.msu.edu/news/2020/self-powered-alarm-fights-forest-fires-monitors-environment/