Los soldados del futuro generarán su propia energía

Por Jeff Sisto, Relaciones Públicas del Centro Natick de Investigación, Desarrollo e Ingeniería para Soldados (Dialogo) - Es posible que las tecnologías incorporadas a la vestimenta proporcionen a los soldados de los EE. UU. energía portátil mientras están en movimiento y reduzcan el peso de los equipos que cargan para combate.

Un soldado utiliza el recolector de energía de rodilla de Bionic Power durante una demostración tecnológica de recolección de energía en Fort Devens, Massachusetts, del Centro Natick de Investigación, Desarrollo e Ingeniería para Soldados. [Foto: David Kamm, NSRDEC]      


Los investigadores del Centro Natick de Investigación, Desarrollo e Ingeniería para Soldados de (NSRDEC) están desarrollando tecnologías de recolección de energía que se incorporarán a la vestimenta de los soldados.

Durante el Experimento de Integración de Maniobras de Disparo (MFIX, por sus siglas en inglés), un ejercicio de entrenamiento conjunto combinado de múltiples fases que se realizó en septiembre de 2014 en Fort Benning, Georgia, los investigadores probaron soluciones de tecnología de recolección de energía prototípicas.

“Mi primera impresión es que satisfacen la necesidad de generación de energía instantánea en las misiones de largo alcance cuando los métodos de reabastecimiento tradicionales no están disponibles", explicó el Sargento de Primera Clase Arthur H. Jones, un soldado de infantería perteneciente al Centro de Excelencia de Maniobra, que participó de la demostración.

El brusco incremento en las capacidades de energía incorporadas a la vestimenta de los soldados ocasionó un aumento significativo en la cantidad, variedad y peso de las baterías cargadas por los combatientes en el campo.


Un soldado realiza maniobras desmontadas mientras utiliza la mochila recolectora de energía de Lightning Pack, el  recolector de energía de rodilla de Bionic Power y el panel solar de recolección fotovoltaica de MC-10 durante una demostración tecnológica de recolección de energía en Fort Devens, Massachusetts, realizada por el Centro Natick de Investigación, Desarrollo e Ingeniería para Soldados. [Foto: David Kamm, NSRDEC]

Este peso impulsó a los investigadores del NSRDEC a comenzar el desarrollo y evalución de sistemas pequeños, livianos, eficientes y portátiles de recolección y distribución de energía que se pueden utilizar en movimiento y eliminan la necesidad de transportar baterías adicionales.

La recolección de energía se lleva a cabo a través de la captación de pequeñas cantidades de energía que, de otro modo, se perderían en forma de calor, luz, sonido, vibración o movimiento. Este método utiliza esa energía para recargar las baterías y proporcionar potencia para los dispositivos electrónicos, como los equipos de comunicación, sensores o dispositivos de visualización de la situación en el campo de batalla de los soldados.

Los investigadores exhibieron por primera vez el concepto a los representantes del Ejército y del gobierno de los EE. UU. en Fort Devens, Massachusetts, en abril de 2014. Durante la demostración, soldados experimentados llevaron consigo tres dispositivos de recolección de energía en un recorrido de cuatro millas que incluía carreteras de superficie dura, áreas ligeramente forestadas, campos abiertos y terrenos montañosos.

Las tecnologías, que incluyen paneles solares portátiles, dispositivos de recolección de energía cinética para mochilas y rodillas, se encuentran bajo investigación en MFIX como métodos para reducir el peso y la cantidad de baterías que los soldados deben transportar para alimentar sus dispositivos electrónicos.

La mochila recolectora de energía creada por Lightning Pack utiliza el peso de la mochila para generar energía cinética cuando la mochila oscila de manera vertical, según el modo de caminar o correr del soldado. Cuando la mochila se desplaza en forma vertical, una rejilla sujeta en los extremos gira un piñón que, a su vez, está sujeto a un generador de energía en miniatura. Puede producir de 16 a 22 vatios mientras el soldado camina y de 22 a 40 vatios mientras corre.

El recolector de energía de rodilla provisto por Bionic Power recolecta energía cinética al recuperar la energía generada al caminar. El dispositivo de articulación se sujeta a la parte superior e inferior de cada pierna y extrae energía al flexionar la rodilla. Mediante el control por software, el recolector para rodilla analiza la marcha del usuario y recolecta energía durante la fase del paso cuando se realiza trabajo negativo. Esto demuestra que el soldado está exhibiendo menos actividad metabólica al descender, en comparación a cuando desciende sin llevar consigo el dispositivo.

El panel solar de recolección fotovoltaica (o PV) de MC-10 funciona al transformar la luz solar en energía eléctrica. Los paneles, que cubren el casco y la mochila del soldado, están elaborados con pequeños cristales de arseniuro de galio que proveen flexibilidad al material del panel y le permiten adaptarse al equipo del soldado. En condiciones de luz solar intensa, con el panel PV orientado hacia el sol, el panel sujeto a la mochila puede proporcionar 10 vatios mientras que los paneles que cubren el casco proveen siete vatios de energía eléctrica.

Durante el experimento MFIX llevado a cabo en NSRDEC, los investigadores recopilaron datos sobre el manejo de energía y evaluaron los comentarios de los soldados que utilizaron estas tecnologías. Una vez que se validen las tecnologías de recolección de energía, el próximo paso será sincronizarlas con el Sistema Integrado de Datos sobre Energía para Soldados, con el fin de distribuir la energía a los dispositivos electrónicos de los soldados.