Las nuevas tecnologías permitirán una Internet de las cosas más ecológica y sin cables

Las tecnologías emergentes cada vez nos acercan más a las escenas típicas de película de ficción. Estas tecnologías se basan en materiales semiconductores alternativos, como los orgánicos imprimibles, los alótropos de nanocarbono y los óxidos metálicos, pueden conseguir que Internet sea de las cosas más sostenibles desde el punto de vista económico y medioambiental, según publica en la revista 'Nature Electronics' un equipo internacional dirigido en Arabia Saudí por la Universidad de Ciencia y Tecnología Rey Abdalá (KAUST).

Internet es una de las herramientas llamada a seguir teniendo un gran impacto en la vida cotidiana y en muchos ámbitos de la industria. Conecta y facilita el intercambio de datos entre multitud de objetos inteligentes de distintas formas y tamaños, como por ejemplo: Sistemas de seguridad doméstica por control remoto, coches autoconducidos equipados con sensores que detectan obstáculos en la carretera y equipos de fábrica con control de temperatura a través de Internet.

Así mismo, se prevé que esta floreciente hiperred alcance los billones de dispositivos en la próxima década, lo que disparará el número de nodos sensores desplegados en sus plataformas.

Los enfoques actuales para alimentar los nodos sensores se basan en la tecnología de baterías, pero estas deben sustituirse periódicamente, lo que resulta costoso y perjudicial para el medio ambiente con el paso del tiempo. Además, es posible que la producción mundial actual de litio para baterías no se mantenga a la altura de la creciente demanda de energía del creciente número de sensores.

Los nodos de sensores alimentados de forma inalámbrica podrían ayudar a conseguir una Internet de las cosas sostenible, extrayendo energía del entorno mediante los llamados captadores de energía, como las células fotovoltaicas y los captadores de energía por radiofrecuencia (RF), entre otras tecnologías. La electrónica de gran superficie podría ser clave para habilitar estas fuentes de energía.

Evolución digital

Kalaivanan Loganathan, antiguo alumno de la KAUST, evaluó con Thomas Anthopoulos y sus colaboradores la viabilidad de varias tecnologías electrónicas de gran superficie y su potencial para suministrar sensores de Internet de las cosas ecológicos y alimentados de forma inalámbrica.

La electrónica de gran superficie ha surgido recientemente como una alternativa atractiva a las tecnologías convencionales basadas en el silicio gracias a los importantes avances en el procesamiento basado en soluciones, que ha facilitado la impresión de dispositivos y circuitos en sustratos flexibles de gran superficie.

Pueden fabricarse a bajas temperaturas y en sustratos biodegradables como el papel, lo que los hace más respetuosos con el medio ambiente que sus homólogos basados en el silicio.

A lo largo de los años, el equipo de Anthopoulos ha desarrollado una serie de componentes electrónicos de radiofrecuencia, entre ellos dispositivos semiconductores basados en óxidos metálicos y polímeros orgánicos conocidos como diodos Schottky.

"Estos dispositivos son componentes cruciales de los captadores de energía inalámbricos y, en última instancia, determinan el rendimiento y el coste de los nodos sensores", explica Loganathan.

Finalmente, entre las principales aportaciones del equipo de la Kaust figuran métodos escalables de fabricación de diodos de RF para cosechar energía que alcancen la gama de frecuencias 5G/6G. "Estas tecnologías proporcionan los elementos necesarios para lograr una forma más sostenible de alimentar los miles de millones de nodos sensores en un futuro próximo", afirma Anthopoulos.

"El equipo está investigando la integración monolítica de estos dispositivos de bajo consumo con antenas y sensores para demostrar su verdadero potencial", añade Loganathan.