Trabajan en un sistema de electricidad inalámbrica que permitirá cargar objetos a grandes distancias

La carga inalámbrica ya se aplica, por ejemplo, para smartphones. Pero ahora los científicos están trabajando en el próximo nivel de esta tecnología, uno que podría enviar energía a grandes distancias y a objetos en movimiento, como automóviles.

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En un futuro no tan lejano, los automóviles eléctricos se cargaran mientras transitan la carretera, o los robots que trabajen por nosotros en fábricas no necesitarán conectarse para obtener energía. Con esto en mente, un equipo de la Universidad de Stanford está desarrollando una nueva tecnología. «Esto es un paso adelante para un sistema práctico y eficiente de recarga inalámbrica», dijo el ingeniero eléctrico Shanhui Fan, miembro del equipo.

Actualmente, en el proceso de recarga inalámbrica se utiliza un aparato emisor de un campo magnético que oscila a una frecuencia específica, para crear una vibración en las bobinas magnéticas del dispositivo receptor. El problema es, esta frecuencia de resonancia es muy sensible a la distancia entre la fuente y el receptor, incluso ante cambios mínimos. Por esto, al cargar algún dispositivo, se requiere cercanía e inmovilidad, como en las estaciones de carga para smartphones. Siendo así, la tecnología no supone una ventaja por encima de las estaciones de carga de autos eléctricos ya existentes.

El primer logro de los investigadores de Stanford fue implementar a este sistema, en 2017, un amplificador y resistencia de retroalimentación para conseguir que el sistema ajuste de manera automática la frecuencia respecto a los cambios en la distancia entre el cargador y el objeto en movimiento. En esa etapa, solo el 10 % de la energía que se movía a través del sistema era transmitida.

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Actualmente los autos eléctricos (como el Tesla de la foto), dependen de estaciones de carga para obtener su energía. ​

En el diseño actual del sistema, los ingenieros reemplazaron el antiguo amplificador de modo de conmutación por otro más complejo que les llevó tres años desarrollar, razón de la notable mejora en su eficiencia. Ahora el nivel de energía transmitida es del 92 %. La idea básica es la misma que antes: ajustar la frecuencia de resonancia que sale del cargador a medida que el dispositivo objetivo se mueve. Y aunque el nuevo sistema puede transmitir 10W de energía a una distancia de 65 centímetros, los investigadores no creen que sea mayor problema el escalarlo a distancias mucho mayores.

Autos, robots y drones.

Un auto eléctrico requeriría cientos de kilowatts para cargarse, pero el sistema descrito aquí es lo suficientemente rápido para proveerlos —por ejemplo, si fuera incrustado en la superficie de una carretera—. La única limitación sería qué tan rápido las baterías del automóvil pueden absorber la energía a medida que el vehículo se mueve.

Otros usos potenciales incluyen robots que pueden cargarse en pads ubicados en el ambiente donde operan, o drones que durante sus viajes aéreos pasen sobre techos equipados específicamente para transmitir la electricidad, evitando así una dependencia de bases de recarga y pudiendo estas máquinas trabajar sin pausas.

Los científicos aclaran, además, que las frecuencias en las que opera su dispositivo de electricidad inalámbrica no representa ningún riesgo para la salud humana. Ser capaces de transmitir electricidad a distancia y a objetivos en movimiento, tal como si fuera wifi, seguramente con el tiempo revolucionará la manera en que funcionan nuestros dispositivos, y también la manera en que viajamos.

Fuente: https://www.nature.com/articles/s41928-020-0399-7