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Los científicos han desarrollado uncámara de carga inalámbricaque puede alimentar cualquier portátil, tablet o teléfono móvil a través del aire sin necesidad de enchufes ni cables.
El equipo de la Universidad de Tokio dijo que la nueva técnica implica generar campos magnéticos a distancias más largas sin crear campos eléctricos que puedan ser dañinos para cualquier persona o para los animales en la habitación.
El sistema, que ha sido probado en una habitación pero aún está en su fase inicial, puede entregar hasta 50 vatios de potencia sin exceder las pautas actuales para la exposición humana a campos magnéticos, explicaron los autores del estudio.
Se puede utilizar para cargar cualquier dispositivo con una bobina en su interior, similar al sistema utilizado por las plataformas de carga inalámbricas actuales, pero sin plataforma de carga.
Además de eliminar los paquetes de cables de carga de los escritorios, podría permitir que más dispositivos estén completamente automatizados sin necesidad de puertos, enchufes o cables, dijo el equipo.
El equipo dijo que el sistema actual incluye un polo magnético en el centro de la habitación para permitir que el campo magnético "llegue a todos los rincones", pero funciona sin él, siendo el compromiso un "punto muerto" donde la carga inalámbrica no es posible.
Los investigadores no revelaron cuánto costaría la tecnología porque aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo y a “años” de estar disponible para el público.
Sin embargo, cuando sea posible modernizar un edificio existente o integrarlo en un edificio completamente nuevo, con o sin poste conductor central.
La tecnología permitirá cargar cualquier dispositivo electrónico -como un teléfono, un ventilador o incluso una lámpara- sin necesidad de cables, y como se ve en esta sala creada por la Universidad de Tokio, demuestra que funciona. polo, que actúa para aumentar la extensión del campo magnético
El sistema incluye un poste en el centro de la habitación para "rellenar los espacios que no están cubiertos por los condensadores de la pared", pero los autores dicen que aún funcionaría sin el poste, como se muestra, pero daría como resultado un punto muerto donde no se cargaría. trabajar
Los condensadores agrupados, diseñados para separar el sistema térmico, se colocan en la cavidad de cada pared alrededor de la habitación.
Esto reduce el riesgo para los humanos y los animales en el espacio, ya que los campos eléctricos pueden calentar la carne biológica.
Se instala un electrodo conductor central en la habitación para generar un campo magnético circular.
Dado que el campo magnético es circular por defecto, puede llenar cualquier espacio en la habitación que no esté cubierto por los condensadores de pared.
Dispositivos como teléfonos móviles y portátiles tienen bobinas en su interior que se pueden cargar mediante campos magnéticos.
El sistema puede proporcionar 50 vatios de potencia sin ningún riesgo para las personas o animales en la habitación.
Otros usos incluyen versiones más pequeñas de herramientas eléctricas en cajas de herramientas, o versiones más grandes que pueden permitir que plantas enteras funcionen sin cables.
"Esto realmente mejora el poder del omnipresente mundo de la informática: puedes colocar tu computadora en cualquier lugar sin preocuparte por cargarla o enchufarla", dijo el coautor del estudio Alanson Sample de la Universidad de Michigan.
También existen aplicaciones clínicas, según Sample, quien dijo que los implantes cardíacos actualmente requieren que un cable de una bomba pase a través del cuerpo hasta un encaje.
"Esto podría eliminar esta afección", dijeron los autores, y agregaron que reduciría el riesgo de infección al eliminar los cables por completo, "reduciendo el riesgo de infección y mejorando la calidad de vida del paciente".
La carga inalámbrica ha resultado controvertida, y un estudio reciente encontró que el tipo de imanes y bobinas utilizados en algunos productos Apple podrían apagar marcapasos y dispositivos similares.
"Nuestros estudios centrados en resonancias de cavidades estáticas no utilizan imanes permanentes y, por lo tanto, no plantean los mismos problemas de salud y seguridad", afirmó.
“En su lugar, utilizamos campos magnéticos oscilantes de baja frecuencia para transmitir electricidad de forma inalámbrica, y la forma y estructura de los resonadores de la cavidad nos permiten controlar y dirigir estos campos.
“Nos alienta que nuestro análisis de seguridad inicial demostró que la energía útil se puede transferir de manera segura y eficiente.Continuaremos explorando y desarrollando esta tecnología para cumplir o superar todos los estándares regulatorios de seguridad.
Para demostrar el nuevo sistema, instalaron una infraestructura de carga inalámbrica única en una “cámara de prueba” de aluminio de 10 por 10 pies especialmente diseñada.
Luego lo utilizan para encender luces, ventiladores y teléfonos móviles, extrayendo electricidad de cualquier lugar de la habitación, sin importar dónde se encuentren los muebles o las personas.
Los investigadores dicen que el sistema es una mejora significativa con respecto a intentos anteriores de carga inalámbrica, que utilizaban radiación de microondas potencialmente dañina o requerían colocar el dispositivo en una plataforma de carga dedicada.
En cambio, utiliza superficies conductoras y electrodos en las paredes de la habitación para generar un campo magnético que los dispositivos pueden aprovechar cuando necesitan energía.
Los dispositivos utilizan campos magnéticos a través de bobinas, que pueden integrarse en dispositivos electrónicos como teléfonos móviles.
Los investigadores dicen que el sistema se puede ampliar fácilmente a estructuras más grandes, como fábricas o almacenes, sin dejar de cumplir con las pautas de seguridad de exposición a campos electromagnéticos existentes establecidas por la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC) de EE. UU.
"Algo como esto es más fácil de implementar en edificios nuevos, pero creo que también es posible modernizarlos", afirmó Takuya Sasatani, investigador de la Universidad de Tokio y autor correspondiente del estudio.
"Por ejemplo, algunos edificios comerciales ya tienen varillas de soporte de metal y debería ser posible rociar una superficie conductora en las paredes, lo que podría ser similar a cómo se hacen los techos texturizados".
Los autores del estudio explican que el sistema puede entregar hasta 50 vatios de potencia sin exceder las pautas de la FCC para la exposición humana a campos magnéticos.
Los autores del estudio explican que el sistema puede entregar hasta 50 vatios de potencia sin exceder las pautas de la FCC para la exposición humana a campos magnéticos.
El campo magnético describe cómo se distribuye la fuerza magnética en el área alrededor de un objeto magnético.
Incluye el efecto del magnetismo sobre cargas móviles, corrientes y materiales magnéticos.
La Tierra produce su propio campo magnético, que ayuda a proteger la superficie de la dañina radiación solar.
La clave para que el sistema funcione, dice Sample, es crear una estructura resonante que pueda generar un campo magnético del tamaño de una habitación y al mismo tiempo limitar los campos eléctricos dañinos que pueden calentar el tejido biológico.
La solución del equipo utiliza un dispositivo llamado condensador agrupado, que se ajusta a un modelo de capacitancia agrupada, donde el sistema térmico se reduce a bloques discretos.
Las diferencias de temperatura dentro de cada bloque son insignificantes y ya se utilizan ampliamente en la construcción de sistemas de control climático.
Los condensadores colocados en las cavidades de las paredes crean un campo magnético que resuena en la habitación mientras atrapa el campo eléctrico dentro del propio condensador.
Esto supera las limitaciones de los sistemas de energía inalámbricos anteriores, que se limitaban a entregar grandes cantidades de energía en distancias minúsculas de unos pocos milímetros, o cantidades muy pequeñas en largas distancias, lo que podría ser perjudicial para los humanos.
El equipo también tuvo que idear una manera de garantizar que su campo magnético llegara a todos los rincones de la habitación, eliminando cualquier "punto muerto" que pudiera no cargarse.
Los campos magnéticos tienden a propagarse en patrones circulares, creando puntos muertos en habitaciones cuadradas y difíciles de alinear con precisión con las bobinas del dispositivo.
"Atraer energía del aire con una bobina es muy parecido a atrapar mariposas con una red", dijo Sample, y agregó que el truco consiste en "conseguir que tantas mariposas como sea posible giren por la habitación en tantas direcciones como sea posible".
Al tener múltiples mariposas, o en este caso, múltiples campos magnéticos interactuando, sin importar dónde esté la red o en qué dirección apunte, darás en el blanco.
Uno rodea el polo central de la habitación, mientras que el otro gira en las esquinas, entretejiéndose entre las paredes adyacentes.
Se puede utilizar para cargar cualquier dispositivo con una bobina en su interior, similar al sistema utilizado por las plataformas de carga inalámbricas actuales, pero sin plataforma de carga.
Los investigadores no dijeron cuánto podría costar la tecnología, ya que todavía se encuentra en las primeras etapas de desarrollo, pero "llevará años" y podría adaptarse a edificios existentes o integrarse en edificios completamente nuevos cuando esté disponible a mediados de año.
Según Sample, este enfoque elimina los puntos muertos, lo que permite que los dispositivos obtengan energía desde cualquier lugar del espacio.