Investigadores de la Universidad Autónoma de Barcelona han desarrollado un sistema que permite la transferencia de energía eléctrica de manera eficiente entre dos circuitos separados. El dispositivo, basado en una corona de metamateriales que concentra el campo magnético, podría transmitir la energía con suficiente eficiencia como para cargar dispositivos móviles sin tener que acercarlos mucho a la base de carga.
La carga inalámbrica de los dispositivos móviles es, probablemente, uno de los hitos tecnológicos más deseados. Actualmente ya existen aparatos que permiten la carga inalámbrica situando el dispositivo móvil sobre una base de carga. El siguiente paso, cargar el móvil sin tener que sacarlo del bolsillo, aún está por alcanzar.
Un equipo de investigadores del departamento de Física de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) ha desarrollado un sistema capaz de transferir con mucha eficiencia la energía eléctrica entre dos circuitos separados, mediante el uso de metamateriales. Se trata de un sistema en fase experimental que, en caso de optimizarse y aplicarse a la carga de dispositivos móviles, permitiría la deseada carga inalámbrica a distancias mayores que las actuales.
Los dispositivos de carga inalámbrica aprovechan el fenómeno de la inducción para cargar los móviles mediante una carcasa especial adaptada al móvil y una base de carga enchufada a la red eléctrica. Cuando se coloca el móvil sobre la base, ésta genera un campo magnético que induce una corriente eléctrica en la carcasa, sin necesidad de utilizar ningún cable, y se carga la batería. Si el móvil se separa de la base, la energía no se transmite con suficiente eficiencia y la batería no se puede cargar.
El sistema desarrollado supera esta limitación. Está formado por metamateriales que combinan capas de materiales ferromagnéticos, como los imanes, y de materiales conductores, como el cobre. Los metamateriales rodean los circuitos emisor y receptor y permiten transferir la energía entre ellos, a distancia y con una eficiencia sin precedentes.
Con el uso de las coronas de metamateriales los investigadores han conseguido incrementar la eficiencia de la transmisión hasta 35 veces en el laboratorio, "y todavía hay mucho margen de mejora, ya que la teoría nos indica que la eficiencia se puede incrementar bastante más si se optimizan las condiciones y se perfecciona el diseño del experimento" explica Àlvar Sánchez, director de la investigación.
"Rodear los dos circuitos con las coronas de metamateriales tiene el mismo efecto que si los acercásemos entre ellos, como si el espacio entre ellos se hubiera literalmente acortado", afirma Jordi Prat, primer firmante del artículo.
Metamateriales de cobre y ferritas
Además, los materiales necesarios para construir los metamateriales son muy asequibles, como cobre y ferritas. Los primeros experimentos que se realizaron en esta dirección, para concentrar campos magnéticos estáticos, requerían el uso de materiales superconductores, inalcanzables para un uso cotidiano con dispositivos móviles. "En cambio, en el caso de las ondas electromagnéticas de baja frecuencia, las que utilizamos para transferir energía de un circuito a otro, sólo se necesitan conductores e imanes convencionales", explica Carles Navau.
En la investigación, publicada esta semana en Advanced Materials, han participado los investigadores del Grupo de Electromagnetismo del Departamento de Física de la UAB Àlvar Sánchez (también investigador ICREA Academia) y Carles Navau, junto con Jordi Prat, actualmente en el Instituto de Óptica Cuántica e Información Cuántica de la Academia Austriaca de Ciencias en Innsbruck (Austria).
El dispositivo ha sido patentado por la UAB y ya hay empresas de varios países interesadas en aplicar la tecnología. La investigación ha sido financiada por un proyecto PRODUCTE de la Generalitat de Catalunya, por FEDER y por el Ministerio de Economía y Competitividad.
Referencia bibliográfica:
Prat-Camps, J., Navau, C. and Sanchez, A. (2016), "Quasistatic Metamaterials: Magnetic Coupling Enhancement by Effective Space Cancellation". Adv. Mater.. doi:10.1002/adma.201506376
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