Un equipo de estudiantes de ingeniería y profesores de la Universidad de Nebraska-Lincoln han diseñado un generador de electricidad que se coloca en las vías de ferrocarril. El proyecto surge por la falta de electricidad en señales, cambios de vías o pasos a nivel de las zonas rurales de Estados Unidos por donde pasan largos trenes de mercancía (eso sí, ya no tan alucinantes como este) y de pasajeros.
A diferencia de las ciudades y las áreas urbanas estadounidenses donde las estaciones de tren, tramos de las vías, los pasos a nivel y las señales cuentan con suficiente luminosidad, las zonas rurales aisladas apenas cuentan con medios debido a su localización geográfica. Este proyecto consiste en la creación de una especie de bobina inductiva, colocada magnéticamente junto a los raíles, que genera electricidad con el paso del tren.
El paso del tren ejerce una fuerza vibratoria hacia arriba y hacia abajo sobre los raíles que la bobina capta y produce posteriormente un movimiento rotatorio a través del campo magnético produciendo electricidad. El equipo de la Universidad de Nebraska-Lincoln planeó otro sistema basado en la tensión mecánica que ejerce el paso del tren sobre un dispositivo con material piezoeléctrico que también genera energía cuando se deforma.
Las pruebas realizadas mostraban que los dos sistemas eran capaces de generar suficiente energía para hacer funcionar un dispositivo inalámbrico de cierta medida pero no lograba iluminar las señales o el paso a nivel.
Estos resultados llevaron al equipo a idear un nuevo sistema que utiliza la fricción vertical, producida en los raíles al paso del tren, para mover un trinquete acoplado al sistema que a su vez genera un movimiento en unos engranajes planetarios. Otra variante es la utilización del sistema hidráulico en el que la tensión vertical del raíl activa un cilindro hidráulico conectado a un motor para generar electricidad.
Todas las opciones han resultado ser válidas para generar una cantidad de energía que ilumine los pasos a nivel, señales o cambios de vías. No obstante, la meteorología juego un papel importante en estos sistemas basados en la flexibilidad y la vibración de los raíles. Con temperaturas bajas, los mecanismos no generan movimiento alguno si los raíles están duros por el frío.
Para hacer frente a las temperaturas bajas, el equipo de ingenieros ha ideado un mecanismo definitivo de levas con resortes unido a los raíles a partir de los diseños anteriores. Con esta variante, al pasar un tren, se crea un movimiento hacia delante y hacia atrás con cada rueda de tren que pasa por el mecanismo de levas.
Este movimiento puntual genera suficiente electricidad para iluminar las luces de advertencia necesarias en zonas remotas de EE. UU. con falta de infraestructura eléctrica por lo que disminuirá la peligrosidad y las posibles muertes provocadas por la falta de visibilidad.
Fuentes: Universidad de Nebraska-Lincoln