La transmisión inalámbrica de energía se refiere a transferir energía eléctrica desde una fuente de alimentación hasta una carga de consumo sin necesidad de un conductor eléctrico. Si bien esta idea no es nueva —ya en 1890 Nikola Tesla demostró que podía alimentar bombillas a más de tres kilómetros de distancia—, recientes investigaciones lograron mayores distancias sin dañar al medio ambiente.
Para los dispositivos de potencial eléctrico la transmisión inalámbrica de energía es útil en casos en que el uso de cables es inconveniente, peligroso o no imposible. En la transmisión inalámbrica de energía un dispositivo emisor conectado a una fuente de potencia, tal como una fuente de electricidad doméstica, transmite energía por un campo electromagnético a través de un espacio intermedio a uno o más dispositivos receptores, donde se convierte de vuelta a energía eléctrica y se utiliza.
Gracias a esta tecnología, conocida como telenergía, la electricidad podrá llegar a cualquier parte del mundo, despejar el paisaje y ciudades de cableado eléctrico, cargar cualquier dispositivo o un vehículo eléctrico sin necesidad de enchufes, entre otras bondades.
Desarrollos
Para algunos toda la noción de transmisión de energía inalámbrica evoca imágenes de Nikola Tesla con bobinas de alto voltaje que arrojan relámpagos en miniatura.
Tesla había seguido la idea de utilizar de alguna manera la tierra y la atmósfera como conducto para la transmisión de energía a larga distancia, un plan que no llegó a ninguna parte. Pero su sueño de enviar energía eléctrica a grandes distancias sin cables ha persistido.
La mayoría de los primeros esfuerzos para transmitir energía se limitaron a las frecuencias de microondas, la misma parte del espectro electromagnético que hoy está repleta de Wi-Fi, Bluetooth y varias otras señales inalámbricas. Esa elección se debió, en parte, al simple hecho de que se disponía fácilmente de equipos eficientes de transmisión y recepción de microondas.
Pero ha habido mejoras en la eficiencia y una mayor disponibilidad de dispositivos que funcionan a frecuencias mucho más altas.
Debido a las limitaciones impuestas por la atmósfera en la transmisión efectiva de energía dentro de ciertas secciones del espectro electromagnético, los investigadores se han centrado en las microondas, las ondas milimétricas y las frecuencias ópticas.
Investigaciones
Ejemplos de algunos avances son el de la compañía Ericsson en sociedad con PowerLight Technologies, que en busca de tecnologías para mejorar el despliegue de sitios de redes de acceso por radio (RAN) desarrollaron la primera estación base 5G segura y totalmente inalámbrica.
Lo anterior se logró mediante el uso de rayos ópticos, una tecnología con base en láser que convierte la electricidad en luz de alta intensidad que luego se captura y se transforma en electricidad en la estación base de radio.
Esta investigación subrayó la seguridad de esta tecnología: el rayo láser tiene un escudo virtual o anillo de seguridad que apaga automática y temporalmente la transmisión de energía antes de que cualquier objeto vivo o inanimado se cruce en su camino. Cuando se activa el anillo de seguridad la batería de respaldo del sitio se hace cargo hasta que se borra el haz.
La energía inalámbrica obtenida —se transmitieron cientos de vatios a cientos de metros a través del aire— se distribuyó de forma segura a un Ericsson Streetmacro 6701, una estación base de radio de onda milimétrica (mmWave) 5G.
El presidente ejecutivo de PowerLight Technologies, Claes Olsson, señaló que “los recientes éxitos obtenidos subrayan los avances hacia la comercialización de transmisión de energía inalámbrica segura para sistemas a gran escala y a distancia de kilómetros en los próximos años”.
Otro formidable avance en esta área lo realiza la compañía WiTricity, una start-up especializada en el proceso tecnológico en resonancia inalámbrica que desarrolla unas bobinas de cable eléctrico las cuales se enchufan a un tomacorriente y generan un campo magnético. Si otra bobina se encuentra lo suficientemente cerca de este campo se produce una carga eléctrica sin que medie ningún cable. El resultado es la transferencia de energía de forma inalámbrica. El método resulta perfectamente seguro, ya que se trata de campos magnéticos como los utilizados por la tecnología Wi-Fi.
Katie Hall, directora de la compañía, señala que en breve las casas contarán con este tipo de sistema para transmitir electricidad sin cables.
La compañía ya demostró la capacidad de sus equipos para dotar de energía a los dispositivos portátiles, televisores y lámparas mediante el añadido de bobinas de resonancia en baterías y fuentes eléctricas. También se encuentra trabajando en un cargador inalámbrico para vehículos eléctricos. Su desafío actual pasa por incrementar la potencia de las bobinas de resonancia para lograr campos magnéticos con mayor alcance, es decir, que generen electricidad a mayor distancia.
En tanto, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) y la Universidad Politécnica de Madrid lograron capturar la energía contenida en la señal emitida por dispositivos Wi-Fi y convertirla en electricidad. Usando un nanomaterial de solo tres átomos de espesor, diseñaron una antena que transforma las ondas electromagnéticas en corriente continua. Aunque la potencia lograda no supera el rango de los microvatios, la flexibilidad mecánica del material y la omnipresencia de las señales electromagnéticas necesarias para conectar millones de computadoras y celulares a internet acercan el sueño de una electrónica que esté en todas partes. Es decir, que de cada señal inalámbrica se pueda obtener electricidad.
“Toda radiación electromagnética contiene energía”, explica el profesor de Ingeniería Eléctrica e Informática del MIT, Tomás Palacios. “No es muy diferente de la luz solar, solo cambia la frecuencia, que en el Wi-Fi es mucho más baja”.
A medida que estas empresas establezcan un historial comprobado de seguridad y presenten argumentos convincentes sobre la utilidad de sus sistemas, es probable que pronto exista una arquitectura completamente nueva para enviar energía de un lugar a otro, alimentando drones que puedan volar por periodos indefinidos y dispositivos eléctricos que nunca necesiten ser enchufados. Y sobre todo poder proporcionar energía a las personas en cualquier parte del mundo cuando huracanes u otros desastres naturales devastan la red eléctrica local, literalmente.
RECUADRO
Sistemas en desarrollo
Empresas establecidas y nuevas empresas de todo el mundo están trabajando para desarrollar sus propios sistemas de transmisión de energía. Japón ha sido durante mucho tiempo un líder en transmisión de energía láser y de microondas, y China ha cerrado la brecha, al igual que Corea del Sur.
A nivel de electrónica de consumo Powercast, Ossia, Energous, GuRu y Wi-Charge presentan frecuentemente diversos avances. Y el gigante tecnológico multinacional Huawei espera que la energía se transmita para la carga de teléfonos inteligentes dentro de “dos o tres generaciones de telefonía”.
Para aplicaciones industriales, compañías como Reach Labs, TransferFi, MH GoPower y MetaPower avanzan en el empleo de transmisión de energía inalámbrica para resolver el problema de mantener las baterías para robots y sensores en almacenes y en otros lugares, llenas y listas para funcionar.
Fuente: IEE
