Nueva Técnica de Interferencia de Ondas Mejora Carga Inalámbrica de Largo Alcance

• Investigadores desarrollan un sistema único que puede transferir energía eficientemente a través del espacio libre.
• El sistema podría facilitar cargar un móvil inalámbricamente a cierta distancia del enchufe.
• Funciona transfiriendo la señal con amplitud y fase específicas.

Todos sabemos que la antena juega un papel importante en tecnología inalámbrica, incluyendo transferencia de información así como de energía. Mientras el sistema de comunicación inalámbrica está bien desarrollado, la transferencia inalámbrica de energía aún está en su fase inicial.

No es que no lo hayamos intentado; estudios significativos se han dedicado a encontrar nuevas formas de transferir energía con mayor eficiencia, optimizando la geometría de resonadores y elementos circundantes. De hecho, logramos un gran progreso recientemente.

Un equipo internacional de investigadores ha demostrado un nuevo concepto que aumenta la eficiencia de transferencia de energía y podría llevar a carga inalámbrica factible de larga distancia. Si se implementa, esto será beneficioso para todos los dispositivos electrónicos de consumo, implantes médicos e incluso vehículos eléctricos.

¿Cómo Lo Hicieron?

Es muy difícil transferir suficiente cantidad de energía a través de ondas electromagnéticas a larga distancia (sin usar cables). Sin embargo, los investigadores han desarrollado una nueva técnica que se basa en el control local de la impedancia de onda proporcionado por mecanismo de interferencia.

Mostraron que es posible aumentar la eficiencia de una antena receptora, usando excitación coherente de la guía de onda de salida con una señal (propagándose hacia atrás) de fase y amplitud particulares. La señal forma un patrón de interferencia único, que ofrece impedancia de onda óptima en el extremo receptor, maximizando la cantidad de energía transferida a través del espacio libre.

¿Qué significa?

En lenguaje simple, uno de los principales problemas con la transmisión inalámbrica de energía es que la antena no absorbe radiación, de hecho, eyecta una pequeña porción de radiación incidente. Estos dos procesos usualmente están asociados con una constante de acoplamiento, y cuando las constantes de estos dos procesos son las mismas, se transfiere la máxima cantidad de energía.

Para mantener estas constantes de acoplamiento estables, los investigadores integraron algunos módulos de circuito configurables, incluyendo inductores y capacitores. Además, transfirieron la señal con amplitud y fase específicas, para suprimir el desequilibrio de las constantes de acoplamiento. La señal también puede configurarse para mejorar la transmisión de onda sin necesidad de alterar la carga.

Demostración

Crédito de imagen: Krasnok / Universidad de Texas

La imagen muestra una antena transmisora (en el lado derecho) radiando ondas (radiofrecuencia). La antena en el extremo receptor envía energía (ondas en color azul) vía cable coaxial a la batería. La onda roja emitida desde el circuito interfiere de manera que maximiza la cantidad de energía transmitida.

El equipo desarrolló un modelo teórico para probar este principio con simulaciones numéricas de onda completa. Usaron un generador de señal y dos antenas para transferir energía de microondas a 40 centímetros de distancia. Un cable coaxial conecta además la antena receptora al circuito (como batería).

Demostraron que su técnica puede restaurar la transferencia máxima de energía, incluso con una gran diferencia en constantes de acoplamiento. Según los investigadores, la técnica puede usarse para desarrollar sistemas de transferencia inalámbrica de energía eficientes en entornos drásticamente cambiantes.

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Sin embargo, Witricity, empresa que fabrica dispositivos para transferencia inalámbrica de energía, dice que los beneficios de este concepto aún no han sido verificados. Todavía no están seguros de si vale la pena intentar implementarlo.