La recolección de energía RF impulsa la expansión de aplicaciones inalámbricas potenciadas por IA

A medida que el número de dispositivos móviles y sistemas conectados sigue aumentando, la energía fiable y continua se está convirtiendo en un cuello de botella crítico. Reemplazar baterías convencionales con un sistema de recolección de energía RF puede eliminar muchos problemas de seguridad y logísticos mientras alimenta la próxima ola de tecnologías impulsadas por IA. Analistas de mercado globales proyectan un CAGR del 22 % para soluciones alimentadas por RF entre 2020 y 2025, impulsado en gran medida por las demandas de datos de los algoritmos de IA modernos.

Por qué la IA impulsa el cambio hacia energía RF

Los modelos de inteligencia artificial prosperan con datos, y cuantos más datos reciben, mejores son sus predicciones. La energía inalámbrica proporciona una fuente de energía confiable que puede mantener sensores IA y dispositivos edge en línea sin necesidad de reemplazos frecuentes de batería o conexiones cableadas engorrosas. En una entrevista con EE Times Europe, Charlie Goetz, CEO de Powercast, destacó IoT, sistemas avanzados de asistencia al conductor (ADAS) e infraestructura de ciudades inteligentes como sectores clave centrados en IA que se beneficiarían de la energía inalámbrica.

Recolección de energía RF: un recurso siempre presente

Las señales de radiofrecuencia abarcan de 3 kHz a 300 GHz y se emiten en todas partes —desde routers Wi‑Fi hasta torres celulares— independientemente del clima o geografía. Al capturar estas ondas ambientales, una antena receptora induce un voltaje que puede almacenarse en un capacitor y luego acondicionarse en energía DC utilizable. Aunque el concepto es sencillo, maximizar la eficiencia depende del diseño de la antena receptora y del circuito de acondicionamiento de potencia asociado.

Aplicaciones en todas las industrias

Automatización industrial

Las fábricas a menudo colocan sensores en ubicaciones de difícil acceso o peligrosas. Las baterías tradicionales requieren reemplazos manuales riesgosos. Los sensores alimentados inalámbricamente pueden ser “instalar y olvidar”, asegurando flujos de datos ininterrumpidos a sistemas IA que monitorizan la salud de equipos y disparan mantenimiento preventivo.

Vehículos autónomos

Los coches autónomos dependen de una constelación de sensores —radar, lidar, cámaras— para interpretar su entorno. Cablear cada sensor añade peso y complejidad. Los sensores alimentados por RF eliminan estos cables, mejorando la fiabilidad y seguridad del vehículo.

Ciudades inteligentes

La infraestructura urbana —semáforos, Wi‑Fi público, monitores ambientales— necesita energía y conectividad continuas. La carga inalámbrica alimentada por RF ambiental puede soportar redes densas de sensores, permitiendo analítica en tiempo real para gestión de tráfico, distribución de energía y seguridad pública.

Fundamentos técnicos

La potencia recibida disminuye con la distancia según la ecuación de transmisión de Friis:

donde P_T es potencia transmitida, P_R es potencia recibida, G_T y G_R son ganancias de antena, λ es longitud de onda, y d es distancia. El diseño de la antena receptora —ya sea grabada en PCB o una bobina dedicada— influye directamente en la eficiencia de recolección.

La Figura 1 muestra la antena patch de 900 MHz de Powercast, integrada en el kit de evaluación P2110.

Figura 1: Antena patch de Powercast (900 MHz) incluida en el kit de evaluación P2110.

Soluciones reales de Powercast

En 2021, Powercast ganó el premio BIG Innovation Award por su sistema de escaneo de temperatura RFID alimentado inalámbricamente, una herramienta de cribado COVID‑19 que se carga al vuelo cuando un usuario se para cerca de un lector RFID. El sistema combina un sensor de temperatura, un lector RFID y una pantalla para proporcionar chequeos de salud instantáneos y sin contacto en entradas corporativas.

Goetz explica que el diseño de la antena es crucial: “A 915 MHz tratamos solo unos pocos milivatios, incluso a corta distancia. Por tanto, la sintonía meticulosa de la antena y la gestión de energía son esenciales para ofrecer una experiencia de usuario práctica”.

La Figura 2 muestra el kit de evaluación P2110‑EVAL‑02, con receptor RF, transmisor, antena y placa de bomba de carga.

Figura 2: Kit de evaluación P2110‑EVAL‑02.

Con una impedancia de 50 Ω, la antena receptora coincide con la etapa de entrada del dispositivo, y el voltaje recogido se eleva mediante una bomba de carga antes de la conversión a DC. Los kits de evaluación de Powercast permiten prototipado rápido y pruebas de campo para desarrolladores que exploran la recolección RF.

Conclusión

La recolección de energía RF está llamada a convertirse en la columna vertebral de ecosistemas inalámbricos impulsados por IA. Al proporcionar una fuente de energía limpia y libre de mantenimiento, empodera a la automatización industrial, vehículos autónomos y despliegues de ciudades inteligentes para lograr mayor fiabilidad y menores costes operativos.

> Este artículo se publicó originalmente en nuestro sitio hermano, EE Times Europe.