energHius es una spin-out con origen en la Universidad de Santiago de Compostela que ha creado un componente electrónico que permite capturar energía de fuentes extremadamenta bajas. Desde la compañía, aseguran que la innovadora tecnología será capaz de revolucionar el Internet de las Cosas (IoT).
Gracias a su innovadora Unidad de Gestión de Energía (PMU), basado en la tecnología Nanostart, el componente permite operar dispositivos en entornos con una cantidad mínima de energía ambiental disponible, una función que no logran todavía las tecnologías actuales.
Entrevistamos al CEO de energHius, Iñaki Pitarque, que nos cuenta en profundidad todo lo que hay que saber sobre la novedosa tecnología.
¿Cómo nace el proyecto para desarrollar el componente electrónico?
El proyecto energHius tiene su origen en una iniciativa europea de investigación destinada al desarrollo de un implante ocular innovador para la monitorización de la presión intraocular. Este dispositivo está diseñado para prevenir y controlar la progresión del glaucoma, proporcionando una herramienta avanzada para el seguimiento de esta patología.
La aportación al proyecto del equipo del Centro Singular de Investigaciones en Tecnoloxías Intelixentes de la Universidad de Santiago de Compostela (CiTIUS) consistió en el desarrollo de una fuente de energía sostenible, autónoma y de un tamaño muy pequeño para utilizar en el implante. Este proceso de captar energía residual del ambiente es también conocido como Recolección de Energía o Energy Harvesting.
El producto obtenido es una unidad de gestión de potencia o PMU que capta la energía eléctrica producida por la luz que incide en la superficie del propio microchip de 1 mm2. Su característica novedosa, no es solo su tamaño minúsculo, sino además la capacidad de obtener energía desde niveles que hasta ahora son despreciados por otros elementos análogos; este es el nivel de los nanovatios, una milésima parte del nivel de energía que empiezan a captar otros microchips existentes.
A partir de esta investigación inicial, surgió la oportunidad de aplicar la tecnología en otros campos, lo que llevó al desarrollo de un componente electrónico versátil y de ultra bajo consumo, ideal para múltiples aplicaciones en dispositivos IoT.
¿Cómo se puede capturar energía de fuentes extremadamente bajas?
Para explicar cómo capturar energía de fuentes extremadamente bajas, es importante introducir algunos conceptos clave en nuestra tecnología. Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía de entrada en otra forma de energía en su salida, generalmente en electricidad.
Ejemplos de transductores incluyen una célula solar, que transforma luz en electricidad; un termopar, que genera electricidad a partir de una diferencia de temperatura; y un cristal piezoeléctrico, que convierte vibraciones en energía eléctrica.
Para utilizar la energía generada por un transductor, una unidad de gestión de potencia o PMU (Power Management Unit). La PMU adapta la salida del transductor para alimentar dispositivos electrónicos y maximiza la eficiencia en la extracción de energía.
Para capturar energía de fuentes extremadamente bajas, se depende de que la PMU pueda maximizar y adaptar la salida del transductor mientras mantiene un consumo propio mínimo. Aquí es donde nuestra tecnología sobresale: hemos desarrollado circuitos microelectrónicos que operan con consumos de energía ultrabajos, desde el rango de picovatios (un picovatio es la billonésima parte de un vatio). Para ello, aprovechamos una región de funcionamiento del transistor conocida como la “región subumbral”, que en la mayoría de los diseños se considera inactiva.
Esta región subumbral permite una operación a corrientes muy bajas, lo cual reduce considerablemente el consumo energético. Sin embargo, presenta importantes retos de diseño, ya que los circuitos en esta región son más lentos y tienen una mayor sensibilidad a las variaciones de proceso. Superamos estos desafíos con un diseño meticuloso y mediante técnicas avanzadas, como la polarización adaptativa, para asegurar un rendimiento eficiente y estable en condiciones de consumo ultrabajo.
¿Cuáles son los siguientes pasos para esta tecnología?
El producto actual está diseñado para trabajar exclusivamente con energía lumínica, que puede ser solar, de una lámpara, del ambiente de una estancia, de la luz ambiental de una ciudad o hasta la luz de la luna, dada la poca energía requerida para que empiece a recolectarla.
La primera evolución de este producto será un microchip que funcione con un transductor de corriente continua de cualquier origen: una pequeña placa solar externa o un termopar.
La siguiente evolución prevista está encaminada a trabajar con corriente alterna y en concreto con la energía generada por las vibraciones.
¿Cuándo prevén desde energHius la llegada del componente a aplicaciones reales?
Los plazos de diseño y fabricación de microchips son largos, determinados por la necesidad de fabricar prototipos, verificar que funcionan conforme a las simulaciones que se han realizado sobre el diseño antes de mandar a fabricar el producto definitivo, por el exceso de carga de trabajo de las fábricas que los producen y el tiempo requerido para su fabricación.
El producto para cualquier fuente de corriente continua se estima que podremos lanzarlo al mercado durante el último trimestre de 2025.
Las fábricas de semiconductores abren unas pocas ventanas al año para fabricación de prototipos. En ellas consolidan proyectos provenientes de múltiples empresas, centros de investigación y universidades para producir unidades limitadas destinadas a verificación.
Actualmente, nos encontramos en una fase preliminar de diseño de la versión que operará con corriente alterna generada a partir de vibraciones. Confiamos en acceder a la ventana de fabricación de mediados de 2025 para los prototipos, con el objetivo de llevar el producto al mercado durante el segundo trimestre de 2026.
¿Qué sectores son más susceptibles de adaptar esta tecnología a corto plazo?
La aplicación más inmediata es en el denominado Internet de las Cosas (IoT). En concreto para realizar sensores autónomos y autoalimentados de reducido tamaño y coste.
Nuestra propuesta de una PMU basada en la miniaturización, la sostenibilidad y autonomía coincide plenamente con las 7 mayores tendencias del mercado del Energy Harvesting publicadas en el VM Reports de marzo de 2024 y que hablaban del crecimiento del IoT y las redes de sensores inalámbricos; la evolución de las tecnologías de energy harvesting; el foco en la miniaturización e integración en el propio sensor; el crecimiento de los componentes autoalimentados; su integración en aparatos de alta eficiencia energética; su aplicación el dispositivos implantables y el foco en la sostenibilidad medioambiental.
En cuanto a los sectores que pueden introducir esta tecnología de captación de bajísimas energías para el funcionamiento de sensores, entendemos que son prácticamente todos los que tienen algo que medir: El sector de la sanidad en implantes para monitorizar diversas variables o dosificar medicamentos. El agrícola para que las plantas “hablen” con el productor de manera que se mejore la calidad y el rendimiento. En la automoción, la evolución hacia la conducción autónoma hace necesaria una nueva generación de sensores para medir parámetros que hasta ahora no eran necesarios controlar con precisión. La industria en general para medir variables en los centros de trabajo, en los equipos o en los productos fabricados como una forma de prevenir defectos y averías. El aeroespacial para poder integrar sensores más pequeños, ligeros y eficientes. El control medioambiental se puede beneficiar de redes de sensores autónomos, que no necesiten mantenimiento y aporten datos precisos de lugares remotos donde no hay acceso a la electricidad. Y en nuestro día a día, con redes de sensores invisibles que permitan mejorar el confort en nuestro puesto de trabajo o vivienda, o lancen alertas de incidencias en las mismas.
¿Cuáles son los sectores que más interés han mostrado en integrarla en sus operaciones?
Hasta el momento hemos recibido expresiones de interés de varias empresas que producen sensores para diferentes industrias y con alguna de las cuales hemos firmado acuerdos para la realización de pruebas piloto en la que introduzcan nuestra tecnología.
Tenemos agendadas varias reuniones con algunas empresas europeas con el mismo propósito y esperamos que contactos que hemos tenido con algunos proyectos de investigación decidan incorporar nuestra tecnología.
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Graduado en Periodismo por la Universidad Complutense. Redactor en energynews.es, movilidadelectrica.com e hidrogeno-verde.es.
