Un nuevo sistema de transmisión de energía eléctrica permitiría cargar dispositivos móviles inalámbricos y a distancia.- El dispositivo, una corona de metamateriales, multiplica la eficiencia de la transmisión decenas de veces
La carga inalámbrica de los dispositivos móviles es, probablemente, uno de los hitos tecnológicos más deseados. Actualmente ya existen aparatos que permiten la carga inalámbrica situando el dispositivo móvil sobre una base de carga. El siguiente paso, cargar el móvil sin tener que sacarlo del bolsillo, aún está por alcanzar.
Se ha desarrollado un sistema capaz de transferir con mucha eficiencia la energía eléctrica entre dos circuitos separados, mediante el uso de metamateriales. Se trata de un sistema en fase experimental que, en caso de optimizarse y aplicarse a la carga de dispositivos móviles, permitiría la deseada carga inalámbrica a distancias mayores que las actuales.
Los dispositivos de carga inalámbrica aprovechan el fenómeno de la inducción para cargar los móviles mediante una carcasa especial adaptada al móvil y una base de carga enchufada a la red eléctrica. Cuando se coloca el móvil sobre la base, ésta genera un campo magnético que induce una corriente eléctrica en la carcasa, sin necesidad de utilizar ningún cable, y se carga la batería. Si el móvil se separa de la base, la energía no se transmite con suficiente eficiencia y la batería no se puede cargar.
El sistema desarrollado por los investigadores de la UAB, Barcelona, supera esta limitación. Está formado por metamateriales que combinan capas de materiales ferromagnéticos, como los imanes, y de materiales conductores, como el cobre. Los metamateriales rodean los circuitos emisor y receptor y permiten transferir la energía entre ellos, a distancia y con una eficiencia sin precedentes.
Con el uso de las coronas de metamateriales los investigadores han conseguido incrementar la eficiencia de la transmisión hasta 35 veces en el laboratorio, «y todavía hay mucho margen de mejora, ya que la teoría nos indica que la eficiencia se puede incrementar bastante más si se optimizan las condiciones y se perfecciona el diseño del experimento» explica Àlvar Sánchez, director de la investigación.
«Rodear los dos circuitos con las coronas de metamateriales tiene el mismo efecto que si los acercásemos entre ellos, como si el espacio entre ellos se hubiera literalmente acortado», afirma Jordi Prat, primer firmante del artículo.
Además, los materiales necesarios para construir los metamateriales son muy asequibles, como cobre y ferritas. Los primeros experimentos que se realizaron en esta dirección, para concentrar campos magnéticos estáticos, requerían el uso de materiales superconductores, inalcanzables para un uso cotidiano con dispositivos móviles. «En cambio, en el caso de las ondas electromagnéticas de baja frecuencia, las que utilizamos para transferir energía de un circuito a otro, sólo se necesitan conductores e imanes convencionales», explica Carles Navau.
En la investigación, publicada esta semana en Advanced Materials, han participado los investigadores del Grupo de Electromagnetismo del Departamento de Física de la UAB Àlvar Sánchez -también investigador ICREA Academia- y Carles Navau, junto con Jordi Prat, actualmente en el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austriaca de Ciencias en Innsbruck (Austria).
El dispositivo ha sido patentado por la UAB y ya hay empresas de varios países interesadas en aplicar la tecnología. La investigación ha sido financiada por un proyecto PRODUCTE de la Generalitat de Catalunya, por FEDER y por el Ministerio de Economía y Competitividad.
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LA ORIGINAL IDEA DE NIKOLA TESLA
Dos físicos rusos quieren reconstruir la torre Tesla para dar energía sin cables al mundo
Dos físicos rusos de Siberia han lanzado una campaña para recaudar los 800.000 dólares necesarios para completar el ambicioso proyecto de Nikola Tesla en el campo de la transmisión inalámbrica de energía eléctrica, la torre Tesla.
Según los físicos rusos Serguéi Plejánov y Leonid Plejánov, la versión moderna de Wardenclyffe, o la torre Tesla, también conocida como ‘transmisor planetario’, permitirá «transmitir la energía a través de la Tierra a cualquier distancia en el planeta», lo cual ayudará a resolver muchos problemas tecnológicos.
«¡Tesla tenía razón y estamos dispuestos a demostrarlo!», dicen los físicos, que acaban de lanzar una campaña en Indiegogo, el mayor sitio de recaudación de fondos del mundo, para reconstruir la torre Wardenclyffe en el otoño de 2014. ( No sabemos hoy, mayo de 2016, la suerte corrida por el proyecto…)
Tesla creía que la torre podría transmitir energía de forma inalámbrica, pero este proyecto no demostró su viabilidad durante la vida del genial físico.
Si Tesla estaba en lo cierto, algo que no dudan los físicos rusos, después de un profundo estudio del diseño de su torre, el proyecto podría proporcionar un sistema eficaz de distribución y transmisión de energía por todo el mundo. Y además se tratará de energía limpia.
Leonid Plejánov y Serguéi Plejánov han pasado los últimos cinco años estudiando y modelando las notas y las patentes de Tesla para la torre y están seguros de que el proyecto es viable con los materiales y tecnología actuales.
El principio detrás del diseño actual es que ya tenemos una fuente ilimitada de toda la energía que podemos necesitar: el sol. Un panel solar de 100.000 kilómetros cuadrados en un bonito, soleado desierto en alguna parte del mundo podría cubrir todas las necesidades de energía mundiales. El problema radica en la distribución de esa energía, puesto que los sistemas actuales presentan muchas fugas.
La red de torres propuesta por Tesla fue diseñada para aprovechar la propia conductividad de la Tierra, la transmisión de energía a través de la tierra y la ionosfera con muy poco desperdicio.
Una descripción detallada de cómo funciona una torre se puede encontrar aquí.
Mientras la torre original de Tesla construida en Long Island pesaba 60 toneladas, el plan de los Plejánov es construir un prototipo de tan solo dos toneladas gracias a los avances en los materiales. La bobina de Tesla (un tipo de transformador resonante patentado por el científico en 1891) será de unos 20 metros de largo.
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