Bueno, primero debo advertirte por adelantado que no vas a obtener mucha electricidad de esta manera. Incluso si se llenó con Matrix y aprovechó toda la energía liberada por una persona que metaboliza sus alimentos, un tipo humano estándar de 2000 calorías por día solo genera alrededor de 97 vatios. Obtendrá mucho menos que eso a través de la generación de energía basada en el piso ya que no está capturando todo el calor residual y los enlaces químicos, y la mayor parte de la energía mecánica involucrada en la caminata debe usarse para el acto real de locomoción. Obtendrá unos pocos vatios como máximo, probablemente menos.
Dicho esto, hay energía que se puede aprovechar de esta manera. No es mucho y probablemente no valga la pena el esfuerzo en un entorno hogareño, pero podría hacer funcionar luces de seguridad a lo largo del piso, LED decorativos incrustados en el piso o algo más que sea de muy baja potencia.
¿Cómo hacerlo? Bueno, debe extraer energía del movimiento físico del piso cuando se pisa, por ejemplo, colocar cada baldosa en los resortes y conectarla a un generador de algún tipo, o bien extraer la energía de la compresión / desviación del sustancia del suelo en sí, probablemente por piezoelectricidad. Ese es probablemente el método que usaría, ya que implica menos espacio y hardware. Básicamente, solo diseña el piso para que cada baldosa pueda presionar y doblar un disco piezoeléctrico ligeramente. El disco está emparedado entre placas conductoras. Cuando das un paso y doblas el disco, crea un voltaje en esas placas, y cuando levantas el pie, se dobla y crea el voltaje opuesto. Entonces, solo tiene que conectar esas placas a un rectificador (un circuito que convierte los voltajes negativos en voltajes positivos) y conectarlo a su banco de condensadores o circuito de carga de la batería.
No es difícil estimar la energía máxima teórica que puede extraer a través de cualquiera de esas técnicas. La energía es fuerza por distancia, y la fuerza es masa por aceleración. Cualquiera que sea el método que utilice, la energía que genera este piso vendrá de la fuerza de su peso corporal (masa por gravedad) empujando un segmento del piso hacia abajo a cierta distancia (probablemente solo un milímetro o dos, a menos que desee que sea notable) )
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Entonces, esto es matemática fácil. Supongamos que permite que el piso se desplace solo un milímetro y, como yo, pesa 70 kg (aproximadamente 154 libras) y camina a una velocidad de 1.75 pasos por segundo mientras está tranquilo. La gravedad de la Tierra es una aceleración de 9.81 m / s / s, lo que significa que la fuerza que ejerce es 686.7 newtons. Multiplique eso por el desplazamiento de 1 mm, y obtendrá 0.6867 julios por paso, por milímetro de desplazamiento. Si multiplicamos eso por 1.75 pasos por segundo, nos da una salida de potencia máxima teórica de 1.2 vatios por milímetro de desplazamiento por caminante. Ese número puede aumentarse si pesas más que yo, pisas más rápido que yo o ejerces más fuerza en el suelo que caminar tranquilo (por ejemplo, saltando o pisando fuerte). Y, por supuesto, aumentar el desplazamiento multiplica su potencia total (por ejemplo, un centímetro le proporciona 12 vatios), a costa de hacer que su piso se sienta más extraño. También hace que caminar sea un poco más difícil desde el punto de vista técnico, ya que tienes que levantarte unos cuantos milímetros adicionales con cada paso. TANSTAAFL.
La cantidad de ese 1.2 W / mm que realmente obtendrás dependerá de los métodos y materiales que uses. No soy un experto en material piezoeléctrico, pero si entiendo las especificaciones correctamente, APC 850 tiene una eficiencia máxima del 72%. Obtendría menos que eso, ya que parece que la eficiencia disminuye para aplicaciones de baja frecuencia como esta. No sé por cuanto. Ir con una solución electromecánica probablemente tendría eficiencias similares en el mejor de los casos, y mucho menos si lo hace mal.
Entonces, como dije, probablemente no valga la pena el esfuerzo para el uso doméstico, a menos que realmente desee baldosas que se iluminen al pisarlas o algo así. Pero aún así sería genial, y además de la generación de energía trivial, podría funcionar como una matriz de sensores para decirle dónde están las personas (en caso de que desee que un foco o una cámara los rastree sin profundizar en la visión por computadora, por ejemplo )