Immaginate foreste in grado di alimentare reti di sensori per monitorare la salute del proprio ecosistema o alberi secolari capaci di segnalare in maniera elettronica tempestivamente la presenza di incendi. Non si tratta di un semplice esercizio di fantasia ma di uno dei possibili sviluppi della scoperta scientifica avvenuta nei laboratori del Mit e perfezionata l’Università di Washington. Solo lo scorso anno un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology aveva dimostrato attraverso l’inserimento di 2 elettrodi la presenza di una corrente costante di circa 200 millivolt generata tra piante e suolo, spiegata dagli stessi scienziati come una conseguenza della differenza di pH esistente tra albero e terreno, uno squilibrio chimico gestito da processi metabolici dell’albero. Il team di ingegneri di Washington si è spinto oltre tentando di applicare questa conoscenza per alimentare un dispositivo reale. “Gli alberi sembrano in grado di fornire una tensione costante tra il 20 e poche centinaia di millivolt, ben al di sotto, dunque, dell’1,5 volt di una batteria standard AA e molto vicino al livello del rumore di fondo dei circuiti elettrici”, spiega Babak Parviz, docente presso l’Università di Washington e co-autore dello studio. “I circuiti normali non sono in grado di funzionare con tensioni molto piccole, quindi abbiamo bisogno di una modalità per convertire tali tensioni in qualcosa che è utilizzabile”.
Nella ricerca di un “candidato ideale” si è scoperto come l’acero a foglia larga dimostrasse una tensione costante di qualche centinaia di millivolt, a cui i ricercatori, guidati dal professore Brian Otis, hanno aggiunto un’ulteriore”spinta” attraverso la messa a punta di un convertitore di impulso dalle nano dimensioni.
Il dispositivo opera la maggior parte del tempo in una sorta di stand-by memorizzando al suo interno la bassa tensione di ingresso per produrre, in tempi scadenzati, un output di 1,1 volt. “La scala nanometrica – continua Parviz – è non si riferisce solo alla taglia, ma anche al consumo di energia ed alla potenza”. In questo modo gli studiosi hanno potuto collegare al dispositivo il meccanismo di un piccolo orologio capace di riattivare il circuito periodicamente e che consuma appena 10 miliardesimi di watt (10 nanowatts).
Mentre gli esperimenti proseguono, Andreas Mershin, il docente del Mit a cui va la dimostrazione di questa fonte energetica ha reso noto di aver ottenuto un contratto con l’US Forest Service per la fornitura di una rete di sensori wireless alimentati “biologicamente”. Attraverso la sua neo-società Voltree Power infatti raccoglierà le informazioni di determinate aree forestali e lo trasmetterà in modalità wireless a stazioni meteorologiche esistenti, pronto a sperimentare i primi siti pilota già in autunno.