Recarga inalámbrica: se acerca un futuro completamente inalámbrico

Aunque los días de los teléfonos montados en la pared con cableado están terminando y las conexiones a internet inalámbricas son comunes en el hogar y en el camino, las personas todavía dependen de los cables para cargar sus dispositivos móviles. Mi investigación, y la de otros en el campo, está trabajando hacia la visión de retirar los cables de alimentación recargando las baterías de forma inalámbrica.

El ingeniero eléctrico pionero Nikola Tesla imaginó por primera vez la transmisión de electricidad a través del aire sin cables en la década de 1890. El principio es similar a cómo una señal de radio llega de la estación de radio a su receptor: la electricidad se convierte en ondas electromagnéticas que, cuando llegan a su destino, se convierten nuevamente en señales eléctricas. Sin embargo, un sistema de carga inalámbrica tendría que transmitir y recibir mucha más energía que una señal de radio.

Hasta la fecha, un problema importante ha sido la poca potencia que puede atravesar distancias cortas de unos pocos centímetros entre el transmisor y el receptor. Los cargadores inalámbricos disponibles comercialmente requieren que los usuarios coloquen sus teléfonos directamente en una plataforma de carga; levantándolos, como al responder una llamada telefónica, se detiene la carga. Mientras los investigadores e ingenieros de la industria están desarrollando planes para transferir energía a distancias más largas, aún no es posible recargar un automóvil eléctrico simplemente estacionándolo sobre una plataforma de carga en el pavimento de un área de descanso de la carretera o en el garaje de su casa.

El progreso adicional podría ser significativo: piense en un paciente que nunca necesitó que le reemplazaran la batería de su marcapasos o en un sistema de carreteras que pudiera cargar vehículos eléctricos mientras conducen. Es posible que los detectores de humo nunca más necesiten cambiar sus baterías; instalar una nueva lámpara en una casa podría ser tan fácil como colgar una foto, y encontrar la toma de corriente más cercana ya no sería una preocupación.

Obtener la alineación a la perfección

La conexión entre un transmisor de potencia y un receptor es crucial para la cantidad de electricidad que puede moverse de uno a otro. Idealmente, y de manera más eficiente, la frecuencia a la que se transmite la potencia coincidirá con una frecuencia de resonancia natural del receptor. Es algo así como cuando los camiones pasan por tu casa: algunos de ellos vibran a la frecuencia correcta para sacudir tus ventanas, pero otros camiones se deslizan sin apenas un sonido.

Para la carga inalámbrica, un desafío clave es asegurarse de que el transmisor y el receptor estén alineados correctamente. Si no lo están, es posible que sus frecuencias no coincidan exactamente, reduciendo significativamente la cantidad de energía transferida, o incluso a cero.

Nuestro grupo de investigación está trabajando en el desarrollo de componentes electrónicos de cargadores que puedan ajustarse, como sintonizar una radio, hasta que las frecuencias de resonancia coincidan. Los sistemas que se pueden sintonizar, o, mejor aún, que se pueden notar por sí solos cuando los transmisores y receptores no están exactamente alineados, y que se sintonizan automáticamente, serán mucho más eficientes.

Por ejemplo, si un estacionamiento eléctrico en la parte superior de un cargador de batería, idealmente, el receptor de energía y el transmisor se alinearían perfectamente, en posición de resonar en la misma frecuencia. Sin embargo, si el conductor estacionó en un ángulo, o demasiado hacia adelante o hacia atrás, la transmisión no será tan eficiente. En ese caso, el dispositivo detecta que la potencia no se está transfiriendo tan bien como se esperaba, y puede ajustar los componentes para variar la frecuencia de la transmisión para que funcione mejor.

Nuestro trabajo se alineará con otras investigaciones en otras universidades, desarrollando baterías de carga rápida y sistemas electrónicos de control de alta potencia para mejorar la eficiencia y la densidad de potencia para una carga rápida. Tomará tiempo para que todo ese trabajo fructifique en los mercados comerciales, pero se avecina un futuro verdaderamente inalámbrico.

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation by Shashank Priya. Lee el artículo original aquí.