La pregunta Naukas 2014 – Deborah García

La pregunta Naukas 2014

¿Cuál será el avance o descubrimiento de la ciencia que más va a cambiar el mundo en los próximos años?

Electricidad sin cables.

Ya en 1891 Tesla descubrió que la electricidad podía transmitirse de forma inalámbrica. Su intención era sentar las bases de un sistema global que permitiese transportar la electricidad desde el punto de generación hasta cualquier parte sin necesidad de cables. Tesla se basó en el fenómeno del acoplamiento electrostático. Lo que hizo fue disponer dos placas conductoras separadas una pequeña distancia. Cada placa estaba conectada a sendos extremos de una bobina conductora por la cual se hacía pasar una corriente eléctrica alterna de alta frecuencia. Lo que conseguía con esto era electrificar todo el recinto, así que su método no sería, ni mucho menos, el definitivo.

En 2008 empezaron a fabricarse los primeros dispositivos que permitían la trasferencia de energía inalámbrica, tales como el sistema Qi, que se fundamentan en el fenómeno de inducción electromagnética. La limitación es que la potencia máxima es de sólo 5W y el alcance no supera los 4cm.

La inducción electromagnética fue descrita por Faraday en 1830. Este fenómeno se basa en que si hacemos pasar electricidad a través de una bobina conductora ésta generará un campo magnético a su alrededor. Si dentro de este campo magnético colocamos otra bobina observaremos que en ella se genera corriente eléctrica. Es decir, el campo magnético generado por la primera bobina induce corriente eléctrica en la segunda.

Si la primera bobina está conectada a una fuente de corriente alterna, el campo generado variará con el tiempo por lo que tendrá una frecuencia asociada. Además, cuanto mayor sea la longitud de la primera bobina, la intensidad del campo magnético generado será mayor. De todas formas, la distancia entre la primera y la segunda bobina ha de ser muy pequeña (dependiendo de la frecuencia del campo) y hay que tener en cuenta que el campo magnético se disipa en todas direcciones, con lo que el rendimiento disminuye a medida que alejamos una bobina de la otra.

En realidad esta tecnología es la que se emplea en los transformadores, pero actualmente se ha popularizado su uso en dispositivos pequeños como móviles o tabletas que permiten la carga sólo con apoyarlos sobre un soporte inductor, sin necesidad de cables y enchufes entre ambos.

En 2006 empezó a investigarse el acoplamiento entre el fenómeno de inducción y el de resonancia que minimizaría la pérdida de energía asociada a la inducción. En 2007 se publicaron los primeros resultados positivos, que hoy día han dado lugar a sistemas como el A4WP o el receptor Cota.

El fenómeno de resonancia es similar a lo que hacemos cuando nos balanceamos en un columpio, que nos tenemos que impulsar manteniendo la periodicidad. Este impulso en realidad coincide con la frecuencia del balanceo, de forma que conseguimos balancearnos empleando poca energía, es decir, de forma muy eficiente. Este fenómeno también es el causante de que los puentes colgantes se tambaleen cuando sopla viento de forma periódica y coincidente con la frecuencia del puente, o cuando una frecuencia de voz es capaz de romper en pedazos una copa de vidrio. Cualquier sistema físico tiene unas frecuencias de resonancia naturales en las cuales es especialmente receptivo a absorber energía.

El acoplamiento magnético resonante se basa en emplear de forma simultánea ambos fenómenos: la inducción y la resonancia. Esto nos permitiría a día de hoy –aunque técnicamente ya es una realidad- tener una sola fuente emisora en casa o en la oficina (como el A4WP), o un receptor de las frecuencias que también se usan para WiFi o Bluetooth (como el Cota), que nos permitiesen suministrar la energía suficiente a todos nuestros dispositivos electrónicos sin necesidad de interminables marañas de cables.

El poder tener todos los dispositivos electrónicos de casa sin cables, cosa que formará parte de nuestra vida cotidiana en unos 5 años, desde mi punto de vista es sólo una pequeña revolución que ya tardaba en llegar: todo es inalámbrico excepto la electricidad, por lo que siempre me pareció un anacronismo. La auténtica revolución empezará cuando los medios de transporte puedan circular sobre carreteras inteligentes, capaces de almacenar la energía del tráfico y comunicarla a los automóviles por medio de acoplamiento magnético resonante o simple inducción. O cuando los focos emisores se encuentren más allá de cada casa, sino en cada comunidad, o en cada barrio, o quizá en cada generador, y los cables que cuelgan a sus anchas en nuestras ciudades desaparezcan. Lo que Tesla había soñado hace ya un siglo ahora es el pronóstico para la próxima década.


3 Comentarios

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fernandofernando

No, uf, espero que no. La baja eficiencia y las pérdidas de la electricidad inalámbrica por mucho que haya resonancia entre los equipos receptores y la fuente la hacen muy derrochadora. Por mucho que mejore, habrá pérdidas que no se pueden superar y la hacen mucho menos rentable que el uso de cables ¿que tiene de malo el uso de cables?

fernandofernando

Y hay otras cosas que no son inalámbricas (y espero que tampoco lo sean) como la distribución de agua potable.

ingeniero cachondoingeniero cachondo

Otra ventaja de la transmisión inalámbrica: se reducirían los robos de cobre que pueden dejar sin luz barrios enteros…

1 Trackback

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