Electricidad inalámbrica
Desde las épocas de la mente brillante de Nikola Tesla, el ser humano
ha buscado transmitir electricidad de manera inalámbrica. Se ha logrado esta
tecnología hasta cierto nivel al permitir cargar dispositivos móviles en
pequeñas almohadillas de transmisión de energía por medio de transferencia
inductiva. De momento, este método no es muy efectivo, pues la distancia entre
el transmisor y el receptor es muy corta. No obstante, esto podría cambiar en
el futuro debido a que investigadores coreanos lograron transferir electricidad
a una distancia de 5 metros con la potencia suficiente para cargar hasta 40
teléfonos celulares. Por supuesto, esta tecnología está en sus primeras etapas
y aún es muy costosa, pero es muy probable que en el futuro existan estaciones
de carga Wi-Power en bares, restaurantes y establecimientos comerciales que nos
permitan recargar la batería del celular mientras éste se encuentra en nuestro
bolsillo, sin necesidad de cables. Te invitamos a leer ¿Cuáles son los retos que
enfrenta la carga inalámbrica?
¿Cuáles son los retos que enfrenta la carga inalámbrica?
La tecnología ya existe, pero diversos factores retrasan su éxito en
el mercado masivo
Nos encontramos a principios de 2014, pero sólo bastaron un par de
meses para que cientos de nuevos dispositivos móviles y portables fueran
presentados tanto en el CES como en el MWC. Los más recientes smartphones y
tablets de las marcas más importantes ya no estarán solos, los relojes y los
brazaletes inteligentes llegaron para quedarse y proveer a tu muñeca de un
poder nunca antes visto. No obstante, el incremento en la cantidad de
dispositivos que usamos significa un mayor número de cables y cargadores, así
como más energía y tiempo necesarios para recargar las baterías.
Tesla es el mayor referente de la transmisión inalámbrica de energía
Tesla es el mayor referente de la transmisión inalámbrica de energía
Desde los inicios del teléfono celular hemos dependido de cables
conectados directamente a la corriente eléctrica para recargar su pila. Durante
años, nos acostumbramos a que ésta durara alrededor de una semana, pero con la
llegada de los smartphones y su gran capacidad de procesamiento y conectividad
a Internet, esos días quedaron atrás. Ahora, es necesario recargar la batería
de nuestro teléfono por lo menos 1 vez al día, incluso más veces si nuestros
hábitos así lo dictan.
La carga inalámbrica es una alternativa real que podría eliminar
algunos de los cables y cargadores, así como volver más eficiente el proceso de
recarga. Este tipo de tecnología no es nueva: desde el siglo XIX, Nikola Tesla
llevó a cabo experimentos y condujo una ardua investigación acerca de la
transmisión de energía a través del aire. Más recientemente, nuevos productos
que adaptan este tipo de tecnología han surgido, pero distintos factores no han
permitido que la energía inalámbrica se convierta en el común denominador para
la recarga de baterías. En algún momento sucedió algo similar cuando se dio a
conocer la conectividad inalámbrica por Bluetooth y Wi-Fi, mismas que ahora se
encuentran en casi todos los dispositivos y establecimientos alrededor del
mundo.
En el presente artículo analizaremos el contexto actual de la carga
inalámbrica y los retos que deberá superar para convertirse en el nuevo
estándar para la recarga de todo tipo de baterías.
Tipos de carga inalámbrica
Existen 3 distintos tipos de carga sin cables: por radio, por
inducción y por resonancia. La carga por medio de ondas de radio es adecuada en
dispositivos que requieren poca energía y que se encuentren dentro de un radio
de 10 metros del transmisor de la carga.Principalmente se usa para recargar las
baterías de implantes médicos, como aparatos para la sordera y marcapasos. El
transmisor envía una onda de radio con frecuencia de 915 MHz, la cual es
convertida en energía por el dispositivo. Este método ofrece gran flexibilidad,
pero la obtención de carga es baja y expone a las personas a contaminación
eléctrica, mejor conocida como smog eléctrico.
La carga por inducción funciona por medio de bobinas que transmiten y
reciben energía eléctrica, pero la separación entre ellas debe ser mínima para
que la transmisión sea efectiva. Los cepillos de dientes electrónicos han
utilizado este tipo de carga durante años, y actualmente el mercado de los
teléfonos celulares es el que cuenta con mayor crecimiento en la adopción de
esta tecnología. El ejemplo más claro es el Powermat de Duracell, un cargador
que permite colocar dispositivos sobre su superficie lisa para recargarlos sin
necesidad de cables, excepto claro, el cable que va del Powermat a la corriente
eléctrica.
La carga por resonancia servirá para recargar automóviles eléctricos
La carga por resonancia servirá para recargar automóviles eléctricos
El tipo de carga por resonancia puede llevarse a cabo con una
separación de hasta 5 metros; al igual que en la carga por inducción, se
emplean 2 bobinas de cobre: una que envía y otra que recibe energía. La
diferencia es que en este método la transferencia de energía sucede cuando
ambas bobinas cuentan con la misma frecuencia. Actualmente, se han efectuado
pruebas en las que la carga por resonancia ha logrado entregar aproximadamente
3000 watts con una eficiencia de entre 80% y 90%.
El estándar
Al igual que sucedió con la conectividad inalámbrica, mejor conocida
como Wi-Fi, es necesario definir un estándar que permita a los fabricantes
integrar en sus dispositivos los elementos de carga inalámbrica que sean
compatibles con toda la industria. Existen 3 principales grupos empresariales
involucrados en el tema, y cada uno ha desarrollado su propio estándar. Es aquí
donde comienza la batalla por definir cuál de éstos será el estándar elegido
por todo el mundo.
Rezence es la marca de carga inalámbrica de A4WP
Rezence es la marca de carga inalámbrica de A4WP
Uno de los grupos involucrados es la Alliance for Wireless Power
(A4WP). Ésta utiliza una señal de alta frecuencia cercana a los 7 MHz, lo que
permite a los dispositivos recargarse mientras se encuentran a una distancia
moderada del transmisor. Por su parte, la Power Matters Alliance (PMA) trabaja
con una señal de baja frecuencia a 300 kHz, por lo que es necesario que el
dispositivo que se desea recargar esté en contacto con el cargador todo el
tiempo.
Sin embargo, el contendiente más antiguo es el Wireless Power
Consortium (WPC), mismo que en 2008 presentó Qi, la tecnología de carga
inalámbrica más usada en la actualidad. Originalmente, la tecnología podía operar
a no más de 5 mm de distancia y necesitaba que el dispositivo fuera colocado de
manera correcta para que la transmisión de energía comenzara. Este problema ha
sido resuelto gracias a que se diseñó una configuración de multibobinas que
adapta la frecuencia para compensar cualquier interferencia provocada por algún
metal o ser vivo. Esto permite al cargador transmitir energía al dispositivo
hasta a 5 cm de distancia.
El estándar Qi es uno de los más importantes
Hasta hace poco, WPC era reconocido como el líder indiscutible de la
categoría, sobre todo por la cantidad de empresas que lo respaldan, como HTC,
LG y Samsung, además de estar presente en smartphones populares, como el Nexus
4 de Google y el Lumia 920 de Nokia. Sin embargo, apenas el mes pasado, PMA y
A4WP firmaron un acuerdo preliminar mediante el cual ambas instancias
compartirán su tecnología. Este movimiento cambia las reglas del juego y
complica la existencia a Qi. Por su parte, PMA cuenta con el respaldo de
AT&T, Google y Starbucks. Los establecimientos de la cadena de cafeterías
son algunos de los lugares preferidos por la gente para obtener Wi-Fi gratis,
lo que los convierte en la plataforma ideal para implementar e impulsar la
tecnología de PMA.
Los retos
Uno de los principales problemas de la transmisión de energía
inalámbrica es el tema de la eficiencia. Los cargadores inalámbricos generan un
desperdicio energético mucho mayor que los cargadores tradicionales: hasta 30%
de energía eléctrica se pierde en el proceso de recarga, lo que significa mayor
gasto y contaminación.
Cada año se desperdician millones de watts por dejar electodomésticos
conectados
Cada año se desperdician millones de watts por dejar electodomésticos
conectados
En el mundo existen aproximadamente mil millones de smartphones, si
consideramos que cada teléfono requiere en promedio de 5 W para cargarse por
completo y suponemos que lo hace cada 2 días, el total de energía requerida
anualmente sería de 910 mil millones de watts. Si se emplearan cargadores por
inducción, esta cifra aumentaría hasta 1.125 mil millones de watts, lo que
significa un desperdicio de 225 mil millones de watts. Según la Comisión de
Energía de California, la electricidad desperdiciada serviría para dar energía
a 35,000 hogares y produciría 100,000 toneladas métricas de dióxido de carbono
cada año.
Aún así, los cargadores tradicionales desperdician entre 60 y 100
veces más energía que los cargadores de inducción, aspecto que se debe a la
cantidad de electricidad que consumen por mantenerse conectados a la corriente
durante varias horas al día, incluso cuando no hay un dispositivo que lo
necesite. Una de las ventajas de la carga por inducción es que puede contribuir
a la reducción de desperdicio si se implementa en los cargadores la función de
apagado automático, la cual se activa cuando no hay un aparato que lo esté
usando.
Otro reto importante es la adopción, la cual ha experimentado un
crecimiento más lento de lo esperado. Podría pensarse que la falta de materia
prima o de empresas interesadas en el desarrollo de esta tecnología son los
factores que han frenado la adopción, pero no es así. Para que la carga
inalámbrica esté presente en más dispositivos, es necesario llegar a un
acuerdo, es decir, definir un estándar.
Starbucks impulsa la adopción de la carga inalámbrica
Starbucks impulsa la adopción de la carga inalámbrica
En la sección anterior introduje brevemente la situación actual de
los 3 principales competidores, los cuales buscan imponer su propio estándar.
Lo que no mencioné es que Qualcomm se involucró tanto con WPC como con A4WP;
para muchos, eso significa que la empresa busca no sólo el beneficio propio,
sino también encontrar un punto medio en el que ambas partes puedan ponerse de
acuerdo. Aunque eso no ha sido confirmado, contar con un estándar único y
abierto disminuirá los obstáculos que frenan la adopción. La historia no
miente, basta recordar que tanto el USB como el DVD pasaron por un proceso
similar hasta que finalmente se estandarizaron y la adopción se aceleró como
consecuencia.
Toq de Qualcomm se carga inalámbricamente
Toq de Qualcomm se carga inalámbricamente
El hecho de que Apple no haya incluido en sus productos ninguna de
las tecnologías de carga inalámbrica disponible tampoco contribuye a mejorar la
adopción. El iPhone y el iPad son 2 de los dispositivos móviles más vendidos en
todo el mundo, el que no sean compatibles con cualquiera de los tipos de carga
inalámbrica disminuye la demanda de esta tecnología, al igual que ha sucedido
con la conectividad NFC. El tema no es culpar a Apple, pero no hay duda de que
sus productos influencian a una gran parte de los usuarios de dispositivos
inteligentes. Algunos rumores acerca del próximo lanzamiento del iWatch indican
que el reloj podría recargarse de manera inalámbrica, lo cual planta una duda
importante: ¿Apple implementará alguno de los estándares actuales o desarrollará
uno propio? Si la empresa dirigida por Tim Cook decidiera irse por la segunda
opción, el tema de la estandarización podría complicarse aún más.
Finalmente,
si se lograr establecer un estándar único para la carga inalámbrica, la
cantidad de inversión necesaria para implementar este tipo de hardware en
establecimientos comerciales, hoteles, oficinas y lugares públicos, por
mencionar algunos, sería muy elevada. Un ejemplo claro es el que vivimos con la
introducción del Wi-Fi en México, aunque cada vez más lugares ofrecen Internet
inalámbrico, aún nos encontramos en una de las primeras fases de su
implementación.
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