Ingenieros presentan un sistema que suministra electricidad de forma inalámbrica a automóviles

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Ingenieros presentan un sistema que suministra electricidad de forma inalámbrica a automóviles

(Marc Sendra Martorell/Unsplash)

Ingenieros de Stanford han dado un gran paso para que sea práctico recargar autos eléctricos a medida que avanzan a lo largo de autopistas futuristas construidas para «repostar» vehículos de forma inalámbrica.

Aunque ya existen dispositivos de carga inalámbrica para teléfonos inteligentes, solo funcionan si el teléfono se encuentra estático. Para los automóviles, eso sería tan inconveniente como la práctica actual de enchufarlos durante una o dos horas en las estaciones de carga.

Hace tres años, el ingeniero eléctrico de Stanford Shanhui Fan y Sid Assawaworrarit, un estudiante graduado en su laboratorio, construyeron el primer sistema que podía recargar objetos en movimiento de forma inalámbrica. Sin embargo, la tecnología era demasiado ineficiente para ser útil fuera del laboratorio.

Ahora, en un estudio publicado en Nature Electronics, los dos ingenieros demuestran una tecnología que algún día podría ampliarse para impulsar un automóvil que circule por la carretera. En el término más cercano, el sistema pronto podría hacer que sea práctico recargar de forma inalámbrica robots mientras se mueven en los almacenes y en las plantas de las fábricas, eliminando el tiempo de inactividad y permitiendo que los autómatas trabajen casi todo el día.

«Este es un paso significativo hacia un sistema práctico y eficiente para recargar de forma inalámbrica automóviles y robots, incluso cuando se mueven a altas velocidades», dijo Fan. «Tendríamos que aumentar la potencia para recargar un automóvil en movimiento, pero no creo que sea un obstáculo serio». Para recargar robots, ya estamos dentro del rango de la utilidad práctica «.

Los cargadores inalámbricos transmiten electricidad creando un campo magnético que oscila a una frecuencia que crea una vibración resonante en bobinas magnéticas en el dispositivo receptor. El problema es que la frecuencia de resonancia cambia si la distancia entre la fuente y el receptor se altera incluso una pequeña cantidad.

En su primer avance hace tres años, los investigadores desarrollaron un cargador inalámbrico que podía transmitir electricidad incluso cuando cambiaba la distancia al receptor. Lo hicieron incorporando un amplificador y una resistencia de retroalimentación que permitió al sistema ajustar automáticamente su frecuencia de funcionamiento a medida que cambiaba la distancia entre el cargador y el objeto en movimiento. Pero ese sistema inicial no era lo suficientemente eficiente como para ser práctico. El amplificador usaba tanta electricidad internamente para producir el efecto de amplificación requerido que el sistema solo transmitió el 10% de la potencia que fluía a través del sistema.

En su nueva investigación, los autores muestran cómo aumentar la eficiencia de transmisión inalámbrica del sistema al 92%. La clave, explicó Assawaworrarit, era reemplazar el amplificador original con un amplificador de «modo de conmutación» mucho más eficiente. Dichos amplificadores no son nuevos, pero son delicados y solo producirán amplificación de alta eficiencia en condiciones muy precisas. Tomó años de retoques y trabajo teórico adicional para diseñar una configuración de circuito que funcionara.

El nuevo prototipo de laboratorio puede transmitir de forma inalámbrica 10 vatios de electricidad a una distancia de un metro. Fan dice que no existen obstáculos fundamentales para ampliar un sistema para transmitir las decenas o cientos de kilovatios que necesitaría un automóvil. Él dice que el sistema es más que lo suficientemente rápido como para reabastecer un automóvil a alta velocidad. La transmisión inalámbrica tarda solo unos pocos milisegundos, una fracción mínima del tiempo que le tomaría a un automóvil moverse a 110 kilómetros por hora para cruzar una zona de carga de metro y medio. El único factor limitante, dijo Fan, será qué tan rápido las baterías del automóvil puedan absorber toda la potencia.

Con respecto a cómo afectaría esto a los seres humanos, Assawaworrarit dice que los cargadores inalámbricos no deberían representar un riesgo para la salud porque incluso los que son lo suficientemente potentes para los automóviles producirían campos magnéticos que están dentro de las pautas de seguridad establecidas. De hecho, los campos magnéticos pueden transmitir electricidad a través de las personas sin que sientan nada.

Aunque podrían pasar muchos años antes de que los cargadores inalámbricos se adapten a las carreteras, las oportunidades para robots e incluso drones aéreos son más inmediatas. Es mucho menos costoso incrustar cargadores en pisos o techos que en largos tramos de carretera. Imagine un avión no tripulado, dice Fan, que podría volar todo el día bajando de vez en cuando y flotando alrededor de un techo para cargar rápidamente.

Fuente: Science Alert. 

3 respuestas a «Ingenieros presentan un sistema que suministra electricidad de forma inalámbrica a automóviles»

  1. La pregunta que me surge al respecto no es si el campo magnético puede afectar a las personas en si, sino a dispositivos como marcapasos o desfibriladores incorporados…

    1. Soy estudiante de ingeniería electrónica del último año. Afectaría más a un marcapasos la alta frecuencia que la baja, es más, ni se va a enterar.
      A mayores frecuencias las antenas para captar esas ondas electromagnéticas son más chicas, el problema para el marcapasos sería si tuviese un cable que oficie de antena para esa frecuencia y se logre meter por ese cable. Si bien no detalla una frecuencia en particular dudo que pueda llegar a afectar.
      Por otro lado los marcapasos son sometidos a pruebas con aparatos llamados cámaras necoicas que los bombardean con muchas frecuencias para ver si interfiere en su funcionamiento

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