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Investigadores del MIT impulsan la eficacia de la electricidad inalámbrica

[16/04/2010] Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), quienes trabajan en la transmisión inalámbrica de electricidad, encontraron que el sistema es más eficiente a medida que alimenta a más dispositivos.

El nuevo trabajo se basa en su descubrimiento original, anunciado en el 2007, utilizando la resonancia electromagnética entre bobinas para transmitir energía sin cables. Además de aumentar la eficiencia del sistema, el experimento utilizó bobinas de recepción más pequeñas, lo cual resulta más práctico para su despliegue en hogares, oficinas y eventualmente en dispositivos portátiles. Vale la pena que lo vean las compañías de comunicaciones inalámbricas y telefonía móvil.
El campo electromagnético entre las bobinas no se ve afectado por los objetos o personas, que a su vez están a salvo de ser alcanzadas por la transferencia de energía.
En su trabajo original, presentado por el genio de la electricidad, Nicolai Tesla, hace más de un siglo, los investigadores alimentaron con corriente alterna una bobina de resonancia conductiva, de unos 60 centímetros de ancho, creando un campo magnético hacia una bobina a 2,5 metros de distancia. La resonancia es la frecuencia natural en que la energía se puede añadir a un sistema oscilante, tal como ocurre con la voz de un cantante de ópera cuando añade energía a una copa de vino, y es convertida en vibraciones mecánicas. Si las vibraciones continúan aumentando, el vidrio puede romperse. La segunda bobina capturaba la energía de la primera, con el poder suficiente para iluminar una bombilla de 60 vatios conectada.
El experimento hace uso de una serie de propiedades básicas de la electricidad y el magnetismo. Por ejemplo, la inducción magnética se utiliza en transformadores de corriente, los cuales tienen las bobinas muy cerca una de la otra; la corriente eléctrica crea un campo magnético oscilante, del cual una segunda bobina puede capturar la energía. Pero a medida que aumenta la distancia, estas bobinas no resonantes se vuelven mucho menos eficientes.
En el nuevo trabajo, según lo resumido en un artículo de MIT, tres de los investigadores (André Kurs, Moffatt Robert y el profesor del MIT, Marin Soljacic), crearon una bobina de envío un poco más grande y dos bobinas receptoras que eran la mitad del tamaño del original: 30 cm.
Alimentando un dispositivo con una bobina de recepción se obtuvo menos de 20% de eficiencia en la transferencia de energía. Pero con dos aparatos y dos bobinas de recepción, la eficiencia aumentó al 30%. La razón parece residir en el hecho de que las dos bobinas de recepción, además de resonar con la bobina de origen, también resuenan entre sí. Esa resonancia adicional refuerza el campo magnético y aumenta la eficiencia de transferencia de energía. Según Kurs, al añadir más dispositivos debe seguir aumentando la eficiencia del sistema, en teoría al 100%.
Este nuevo experimento de transmisión fue del orden de 100 watts de energía. El único factor limitante es el amplificador de la bobina de envío, que fácilmente puede aumentarse hasta varios cientos de vatios o a un kilovatio, de acuerdo con Kurs. Eso sería suficiente para tener una bobina de envío montada en una habitación de tamaño mediano, transmitiendo suficiente potencia como para hacer funcionar varios dispositivos domésticos a la vez: lámparas, televisores, computadoras, etc.
Las bobinas receptoras continuarán reduciéndose de tamaño de tal forma que con el tiempo serían prácticas, incluso para los dispositivos móviles, según los investigadores. El equipo del proyecto ha formado una empresa llamada WiTricity para continuar el desarrollo de la tecnología y llevarla al mercado. Según la divulgación del MIT, algunas grandes empresas, como Intel y Sony, han utilizado la investigación para poner en marcha sus propios proyectos de corriente inalámbrica. Un producto comercial está "bastante cerca", indica Kurs. La mayor parte de la labor actual se centra en la ingeniería: reducir el tamaño y el grosor de las bobinas receptoras y la creación de un ajuste automático, así como de los sistemas de controles eléctricos.
Los nuevos experimentos fueron publicados a principios de este año en un documento llamado "Transferencia simultánea de energía de rango medio a varios dispositivos", en Applied Physics Letters. Kurs, un estudiante de doctorado en el departamento de Física del MIT, es el autor principal del reciente artículo, junto con Moffat y Soljacic.
Aparentemente, Tesla intentó crear un potente transmisor eléctrico inalámbrico hace más de un siglo, con sus famosos experimentos dramáticos en mayo de 1899 en Colorado Springs. La película "The Prestige", del año 2006, utilizó estos acontecimientos como elemento clave de su guión. Muchos insisten en que tuvo éxito. Pero un documental de PBS del año 2000, llamado "Tesla: Maestro de la iluminación", dirigido y co-escrito por Robert Uth, concluyó que no estaba claro lo que Tesla había logrado realmente en Colorado Springs.
"Una gran cantidad de misterio aún rodea el trabajo de Tesla en Colorado Springs", se afirma en el sitio web de PBS. "No está claro a partir de sus notas o sus comentarios, cómo exactamente planeaba de transmitir inalámbricamente la electricidad. Pero está claro que regresó a Nueva York plenamente convencido de que podía lograrlo".
John Cox, Network World (US)