INTRODUCCIÓN La electricidad fue uno de los descubrimientos más importantes en la (istoria de la física, en la sociedad actual es fundamental disponer de la electricidad para poder desarrollar nuestra ida cotidiana con normalidad@ pero !sto no siempre (a sido así, la electricidad (a recorrido un largo camino desde el principio de los tiempos, siendo muc(os los (ombres 'ue con su refleión " duro traba4o la (an ido moldeando " adaptando progresiamente a cada una de nuestras necesidades en los ltimos siglos. 0or lo 'ue debemos pensar 'ue la electricidad (a sido uno de los ma"ores bienes de la sociedad " la ma"or impulsadora de los aances científicos. Bemos tambi!n, 'ue a lo largo de la (istoria el (ombre (a procurado garantizar " me4orar su niel de ida mediante el uso de la tecnología, pasando además a formar parte de las fuerzas productias de la industria en un grado ma"or 'ue nunca. A(ora las formas inalámbricas parecen ser el comn denominador de la s grandes innoaciones del nueo milenio, por lo 'ue se (an desarrollado transmisores " receptores inalámbricos para toda clase de dispositios, utilizando tecnologías tales como -luetoot( o #i+i para la transmisión de datos. )in embargo, (asta a(ora no se (a logrado transmitir energía el!ctrica a grandes distancias en forma inalámbrica, aun'ue eisten m!t odos como el ra"o láser " el de microondas 'ue logran transmitir energía el!ctrica a tra!s del aire pero no de forma eficiente " con la desenta4a de ser direccional, situación 'ue resulta poco práctica en algunos casos. La presente inestigación tiene como finalidad desarrollar un documento educatio, en el cual se describen los m!todos actuales de transmisión inalámbrica de electricidad " se da a conocer una nuea tecnología llamada #iTricit" 'ue se basa en un fenómeno físico conocido como resonancia magn!tica. Además describi r su eolución " las nueas tendencias de !sta tecnología en países desarrollados. /l traba4o se complementa con la construcción de una bobina Tesla, con la cual se podrá apreciar el fenómeno de inducción magn!tica " la creación de una página #/- 'ue tendrá la dirección http://proyectoutp.netau.net/ donde se consignara la documentación desarrollada, 'ue permitirá tanto a la comunidad uniersitaria como e terna tener fácil acceso a !sta información.
OBJETIVOS OBJETIVO GENER! Cesarrollar una inestigación, en la cual s e da a conocer una nuea forma inalámbrica de transmitir electricidad a tra!s de un fenómeno físico conocido como resonancia magn!tica.
%nestigar los antecedentes de la transmisión inalámbrica de energía el!ctrica.
=omprender el fenómeno físico de resonancia magn!tica " los principios básicos en los 'ue se basa la transmisión inalámbrica de energía el!ctrica.
7ealizar un marco teórico " describir los principales aspectos de !sta tecnología.
)uministrar información acerca de las nueas tendencias de la electricidad inalámbrica " la eolución en países desarrollados.
=onstruir una bobina Tesla, con la cual se podrá a preciar " comprobar el principio de transmisión de energía inalámbrica.
/laborar una aplicación #/- para consignar la documentación desarrollada.
G!OSRIO !TERNDOR: un alternador es una má'uina el!ctrica capaz de tra nsformar energía mecánica en energía el!ctrica, generando una corrie nte alterna mediante inducción electromagn!tica. NTEN "RBO!IC: es un tipo de antena 'ue se caracteriza por llear un reflector parabólico " pueden ser usadas como a ntenas transmisoras o como antenas receptoras. "!ICCION %EB: es cual'uier aplicación 'ue es accedida ía $eb por una red como internet o una intranet. B!UETOOT&: define un estándar global de comunicación inalámbri ca 'ue posibilita la transmisión de oz " datos entre diferentes dispositios mediante un enlace por radiofrecuencia segura, globalmente " sin licencia de corto rango. BOBIN: es un elemento formado por espiras de alambre arrollado 'ue almacena energía en forma de campo magn!tico. CM"O E!'CTRICO: es un campo de fuerza creado como consecuencia del moimiento de cargas el!ctricas o flu4o de electricidad. CIRCUITO E!'CTRICO: es un camino cerrado por donde circulan electrones. 5ste camino está formado por cables " otros componentes e l!ctri cos, como pilas, bombillas e interruptores COMBUSTIÓN: es una reacción 'uímica en la cual generalmente se desprende una gran cantidad de calor " luz. )in embargo el fenómeno puede manifestarse en forma mu" lenta " no ir acompa*ado de un incremento de la temperatura 'ue nosotros podamos percibir.
CONDENSDOR: es un elemento el!ctrico con capacidad de almacenar carga el!ctrica, formado generalmente por dos placas paralelas conductoras separadas por un material aislante 'ue puede ser aire, mica, papel, etc, CONDUCTOR E!'CTRICO: es un elemento generalmente metálico, capaz de cond ucir la electricidad cuando es sometido a una diferencia de potencial el!ctrico. CORRIENTE E!'CTRIC: la circulación de cargas o electrones a tra!s de un circuito el!ctrico cerrado, 'ue se mueen siempre del polo negatio al polo positio de la fuente de suministro de fuerza electromotriz. CRIST!I(CIÓN: es el proceso por medio de la cual se separa un componente de una solución li'uida transfiri!ndolo a la fase sólida en forma de cristales. DIE!ECTRICO: materiales 'ue no conducen la electricidad, por lo 'ue se pueden utilizar como aislantes el!ctricos. E$ECTO $OTOE!'CTRICO: consiste en la emisión de electrones por un material cuando se le ilumina con radiación electromagn!tica ;luz isible o ultraioleta, en general? %lustración 9. =orriente transitoria por la bobina
Análogamente si en ez de meter el imán lo sacaba, se producía una corriente como se muestra en la ilustración , pero !sta ez de sentido contrario al obtenido cuando se introducía.
%lustración . =orriente transitoria por la bobina en sentido contrario
)i el imán permanecía dentro de la bobina sin moer se como se muestra en la ilustración 2, no se producía corriente en la bobina. %lustración 2. )in corriente transitoria por la bobina
7esultaba claro 'ue para producir una corriente el imán tenía 'ue moerse en relación a la bobina. 0or lo 'ue se llega a la conclusión de 'ue sólo una ariación del flu4o del campo
magn!tico con respecto al tiempo genera corriente el!ctrica, bien moiendo físicamente un imán o cerrando o iniciando la corriente el!ctrica de un solenoide. >2? Así pues, una corriente inducida se puede producir si una bobina gira en un campo magn!tico fi4o, como se puede obserar en la ilustración M. 5ste aparato es en realidad un generador el!ctrico, el cual conierte energía mecánica en energía el!ctrica. /n una central (idroel!ctrica el agua almacenada en una presa se libera de tal manera 'ue su caída (ace girar la bobina de un generador. /n una central t!rmica el apor de agua a presión, producido al calentar agua con la energía obtenida por la combustión del carbono, se utiliza para girar las bobinas. >9? %lustration M. Generador el!ctrico
La le" 'ue eplica !sta interacción entre la fuerza electromotriz inducida " el campo magn!tico es la Le" de arada". 5sta le" establece'ue el olta4e inducido en un circuito el!ctrico es directamente proporcional a la ariación con el tiempo de flu4o magn!tico a tra!s del circuito " matemáticamente se escribe m ediante la siguiente ecuaciónD d m / dt
Conde es la fuerza electromotriz 'ue se mide en oltios " es el flu4o magn!tico 'ue de (ec(o está relacionado con el nmero de líneas d e campo magn!tico 'ue pasan a tra!s de la superficie delimitada por el circuito el!ctrico. 0or tanto, para 'ue aparezca una fuerza electromotriz inducida debe ariar el flu4o del campo magn!tico a tra!s de la superficie delimitada por el conductor. >9J? )e describe matemáticamente mediante la siguiente e cuaciónD m ∫ BdsCos /n realidad !ste flu4o magn!tico se define como el producto del campo magn!tico B por el área limitada por el circuito " se deduce 'ue (a" t res formas de ariar el flu4o del campo magn!ticoD ariando el módulo del campo, la superficie 'ue lo atraiesa o el ángulo 'ue forman ambos.
/l signo negatio 'ue aparece en el t!rmino de la derec(a está relacionado con la dirección de la fuerza electromotriz inducida 'ue sigue el principio general denominado Le" de Lenz en (onor del físico Feinric( riedric( Lenz " cu"o enunciado es, 1/l sentido de las corrientes, o fuerza electromotriz inducida, es tal 'ue siempre se opone a la ariación del flu4o magn!tico 'ue la produce >9?. 5ste fenómeno lo podemos obserar en la ilustración . %lustración . Le" de Lenz
/l eperimento de la inducción electromagn!tica abrió el camino de la transformación de la energía mecánica en energía el!ctrica " supuso el i nicio de la moderna industria el!ctrica donde la electricidad, como mencionábamos al princi pio, 4uega un papel crucial en el desarrollo " bienestar de nuestra sociedad.
-.-.- uno0 e1e2po0 y ap3cac3one0 co2erc3ae0 actuae0 4e a 3n4ucc35n 4e ca2po cercano. )abemos 'ue el principio de la inducción magn!tica o inducción de campo cercano es usada en los transformadores, motores el!ctricos, generadores, entre otras, pero (o" en día diferentes compa*ías Americanas como la /+=oupled, #ild =(arge, 0o$ermat, 8o4omobilit", #i0o$er, iolta, /n6cean , aproec(a la física del acoplamiento por inducción de campo cercano " la combina con funciones de comunicación " control desarrollando aplicaciones comerciales desatando un nueo mundo de posibilidades creatias en los cuales la electricidad puede ser transmitida de manera eficiente a cual'uier dispositio.
%nducción magn!tica Tomado de (ttpDHHacer.forestales.upm.esHbasicasHudfisicaHasignaturasHfisicaHmagnetHinduccion.(tml
=omo emos en la ilustración K, el m!todo de inducción magn!tica o inducción de campo cercano proporciona electricidad " comunicación mediante un circuito de acoplamiento inductio 'ue busca resonancia en forma dinámica, l o 'ue le permite a la fuente de alimentación adaptar su funcionamiento a los re'uerimientos de los dispositios con igual tecnología. >M?
%lustración K. Transferencia de energía por campo cercano
0or e4emplo en la ilustración O, podemos er 'ue algunas compa*ías se encuentran desarrollando !sta tecnología con compa*ías de electrónica de consumo, fabricantes de portátiles, compa*ías de telefonía móil " empresas de automóiles para transformar superficies como paredes, mesas, pisos " escritorios en conductores eficientes de energía inalámbrica, sustitu"endo la necesidad de acceder a mltiples tomacorrientes en tiempo real de carga " alimentación de los dispositios electrónicos, tales como tel!fonos móiles, e'uipos de 809, computadores personales, teleisores, e'uipos de sonido, má'uinas de afeitar, entre otros, soluciones 'ue nos permiten librarnos d e los cables 'ue nos emos obligados a usar en multitud de aparatos de uso cotidiano " de baterías caras " contaminantes.
%lustración O. )uperficie con tecnología de transferencia inductia
La tecnología sire para ser usada en todo artefacto móil, tel!fonos celulares, laptops, controles remotos, pero tambi!n artículos electrónicos en el (ogar, lámparas, computadoras de mesa, teleisores, radios, etc!tera. 0or e4emplo eisten cepillos de dientes tecnológicamente aanzados como el 'ue se muestra en la ilustración 1:, 'ue cuentan con pantalla inalámbrica interactia 'ue se comunica con el cepillo para a"udar a optimizar el cepillado " con información sobreD tiempo de cepillado, sustitución del recambio, modo de cepillado, aiso de presión " niel de carga. %lustración 1:. =epillo inalámbrico
6tro e4emplo de la inducción magn!tica o inducción de campo cercano se está implementando en la parte de transporte. /n la ilustración 11, podemos er 'ue Nissan está traba4ando en un sistema de recarga de autos el!ctricos de forma inalámbrica. 3na bobina en el suelo es recorrida por una corriente el!ctrica, 'ue crea un campo magn!tico. /n el coc(e (a" otra bobina, 'ue al ser atraesada por un campo magn!tico, crea una corriente el!ctrica 'ue recarga la batería. 5sta puede ser cargada completamente en solo tres (oras. 2 Nissan asegura 'ue !ste tipo de recarga es eficiente, tan buena o incluso me4or 'ue (acerlo mediante un cable. >?
=arga inalámbrica para e(ículos el!ctricos Tomado de (ttpDHH$$$.energeticafutura.comHJ:1:H:1Hcarga+inalambrica+para+e(iculos.(tml
%lustración 11. 7ecarga de autos el!ctricos por inducción de la Nissan
6tro e4emplo son las lámparas de inducción magn!tica para uso pblico, comercial e industrial 'ue se muestran en la ilustración 1J, para reemplazar las luminarias con focos de F%C. 5stas son la ltima generación de lámparas a(orradoras con una durabilidad de 1. (rs. " con una garantía de 2 a*os en cada una de sus partes. >K?
%lustración 1J. Lámparas de inducción magn!tica
6frecen un nulo mantenimiento por operación, un ma"or rango de iluminación " muc(os más beneficios. Las características de cada una las lám paras de inducción usan una bobina de inducción sin filamentos " una antena acopladora, la cual consiste en aplicar una descarga de frecuencia para proeer soluciones de iluminación. /n la ilustración 19, se puede er 'ue el centro de la lámpara es la bobina de inducción a la cual le proee potencia un generador de alta frecuencia. /l ensamble de idrio circundante contiene un material electrón+%on plasma " esta rellenado con un gas inerte. La porción interior del idrio está recubierta con un recubrim iento de fósforo el cual es similar al 'ue se encuentra en las lámparas fluorescentes. La antena transmite la energía generada por el primario de la bobina de un sistema de inducción al gas 'ue se encuentra dentro de la lámpara, por lo cual se crea una radiación ultraioleta, la cual es luego transformada a fuentes isibles de luz por medio del recubrimiento de fósforo en la superficie de idrio. >O? %lustración 19. uncionamiento lámpara de inducción
-.6 MICROONDS Las microondas son ondas electromagn!ticas de la misma naturaleza 'ue las ondas de radio, luz isible o ra"os X. Lo 'ue diferencia a cada una de las ondas del espectro electromagn!tico es su longitud de onda o frecuencia. Las microondas son ondas electromagn!ticas de frecuencia mu" alta, es decir, con un nmero mu" eleado de ibraciones por segundo. /n la tabla 1 podemos er 'ue la longitud de !stas ondas oscila entre 9: centímetros " un milímetro. )e generan por medio de un magnetrón " se emplean para transmitir se*ales telegráficas de alta elocidad " para comunicar los sat!lites " las sondas espaciales con las estaciones de la Tierra. Tambi!n son usadas como radares, generadores " amplificadores. Además, se les da un uso mu" frecuente a tra!s del funcionamiento del (orno de microondas, 'ue cocina " calienta comida en forma rápida. Las microondas agitan las mol!culas de agua contenidas en los alimentos " logran 'ue ibren a gran elocidad, lo 'ue se traduce en un aumento de su temperatura 'ue produce su cocción. >1:? >9? Las microondas se producen mediante un generador de pulsos el!ctricos de duración mu" corta, 'ue en combinación con una antena parabólica se transforma en ondas electromagn!ticas. Tabla 9. Longitudes de onda
Muy Baja Frecuencia Onda Larga Onda Media Onda %&r'a Muy *+'a Frecuencia ,+'ra *+'a Frecuencia
Lejan& /u0mi+ime'ric& Medi& %ercan&
Luz Visible Ultravioleta Rayo X Rayos a!!a
Longitud de Onda
30 khz > !0 "hz > 1() Mhz
> 1.99 e-29 J > #.31 e-2$ J > 1.13 e-2) J
(0 hz > 120 hz > 3$# hz > )$9 hz
> 3(9$ e-21 J > )9(! e-21 J > 2!! e-21 J > !23 e-21 J
1.! 4hz > 30.0 4hz > 30(0 hz
> 993 e-21 J > 19.9 e-1$ J > 19.9 e-1! J
5ste tipo de tecnología no es nuea, e incluso T(omas /dison realizó estudios al respecto. /l detalle es 'ue a partir de 1O: científicos de la NA)A propusieron una fórmula para aproec(ar la energía inagotable 'ue proiene del )ol, 'ue consistía en lanzar una estación con paneles al espacio 'ue estuiera en órbita geoestacionaria con el planeta para aproec(ar las J (oras de luz los 9M2 días al a*o. >11?
Cic(a estación no tendría 'ue preocuparse por las nubes ni el mal tiempo, ni de 'ue la atmósfera reduzca la intensidad de la luz solar. /l problema es 'ue las infraestructuras re'ueridas para emitir " recibir la po tencia son realmente grandes. No obstante, desde mediados del siglo XX muc(os sat!lites comenzaron a incorporar estructuras solares con el ob4eto de aproec(ar !sta energía para el funcionamiento de la nae. Actualmente, agencias espaciales de todo el mundo están interesadas por el tema, como por e4emplo la empresa norteamericana 0acific Gas S /lectric 'ue aspira conseguir los permisos gubernamentales para construir la primera base en el espacio generadora de energía solar. /l ob4etio es 'ue !sta instalación eníe la energía acumulada mediante ondas de radio frecuencia, a tra!s de un sat!lite, a una estaciónreceptora ubicada en resno ;=alifornia11? /l principio básico de funcionamiento se debe a los paneles solares, mu" similares a los 'ue aparecen en la ilustración 1, los cuales están compuestos por pe'ue*as celdas de silicio cristalizado 'ue al ser EgolpeadosE por los fotones de la luz entran en un estado de EecitaciónE, liberando electrones " generando una corriente. %lustración 1. 0aneles solares
Luego, dic(a corriente se utiliza para alimentar un (orno de 8icroondas montado en el sat!lite, con la diferencia de 'ue !ste (orno re'uiere mil o diez mil eces más energía 'ue un (orno conencional para funcionar. Adicionalmente, dic(o E(ornoE tendría la forma de una antena de transmisión, con el fin de enfocar la energía (acia un punto específico sobre la superficie de la Tierra como se muestra en la ilustración 12.
%lustración 12. )at!lite para enío de energía pormicroondas
Las p!rdidas de energía por atraesar la atmósfera son mínimas sin importar si es de día o de noc(e, o si (ace buen o mal tiempo. Cic(as ondas llegan a una central de energía 'ue está básicamente compuesta por una ErectenaE ;recti f"ing antenna o antena rectificadora 19?
-.8 RDIO $RECUENCI 9R$ /l concepto puede parecer nueo pero en realidad !sta tecnología tiene más de 12: a*os de edad, desde 'ue ames =lerk 8a$ell sentó las bases de las ondas electromagn!ticas " Nicola Tesla imaginó aplicaciones de enío de energía sin cables con ondas electromagn!ticas. Las ondas de radiofrecuencia ;7 92? %lustración 1K. Nikola Tesla
/n realidad Nikola Tesla eperimentó con una gran ariedad de bobinas " configuraciones, así 'ue es difícil describir un modo específico de construcción 'ue satisfaga a a'u!llos 'ue (ablan sobre bobinas de Tesla. Cic(o sistema se basaba en la capacidad de la ionosfera para conducir electricidad, segn Tesla eistía muc (a electricidad entre la tierra " la ionosfera. 3sando entonces la polaridad negatia de la Tierra se podría conducir " transmitir la corriente a todo el mundo, en forma gratis " sin cables usando unas torres 'ue estarían en frecuencia entre ellas. La potencia se transmitía a una frecuencia de .K9 cHs desde una enorme torre, " se alía de un fenómeno conocido como 7esonancia )c(umann como medio de transporte. >19? Nikola Tesla con el fin de realizar sus eperimentos trató de construir una torre de más de M: metros llamada #ardencl"ff la cual se muestra en la ilustración 1O, pero no se terminó del todo ni funcionó a plena capacidad debido a la falta de presupuesto. Nikola Tesla es uno de los inentores más importantes de la (istoria, conc ibió la radio, el motor de inducción el!ctrico, las bu4ías, el alternador " el generador el!ctrico de corriente alterna, entre otras cosas. )in embargo, (asta (ace pocos a*os sus inenciones fueron atribuidas a otros creadores 'ue patentaron sus inentos antes 'ue !l. >1K?
%lustración 1O. Torre #ardencl"ffe
6.6 DE$INICIÓN DE ! BOBIN TES! La bobina de Tesla es un transformador de ncleo de aire 'ue producen corrientes el!ctricas de alto olta4e " alta frecuencia ;radiofrecuencias 1O? %luistracion J:. -obina de Tesla
Las primeras bobinas " las bobinas posteriores arían en configuraciones " monta4es. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas el!ctricas de alcances del orden de metros, lo 'ue las (ace mu" espectaculares. 3na bobina Tesla grande de dise*o actual puede operar con nieles de potencia con picos mu" altos, (asta muc(os megaatios. Cebe por tanto ser a4ustada " operada cuidadosamente, no sólo por eficiencia " economía, sino tambi!n por seguridad. )i, debido a un a4uste inapropiado, el punto de máimo olta4e o curre por deba4o de la terminal, a lo largo de la bobina secundaria, una c(ispa de descarga puede da*ar o destruir el cable de la bobina, sus soportes o incluso ob4etos cercanos. >J:?
6.7 DESCRI"CIÓN DE ! BOBIN TES! /n la parte iz'uierda de la %lustración J1 podemos er dos tipos de fuente de alimentación de alta tensiónD La 'ue proporciona corriente alterna " la 'ue la conierte en continua mediante un rectificador de media onda " un condensador de filtro. %lustración J1. =ircuitos básicos de una bobina de Tesla
/n cuanto al circuito de la bobina de Tesla propiamente dic(a, está situada a la derec(a de la %lustración J1. A partir de los terminales A+- de entrada encontramos un c(o'ue de radiofrecuencia, es decir, una bobina de autoinducción considerable 'ue de4a pasar la corriente de alimentación, pero impedirá 'ue la alta frecuencia creada en el circuito oscilador pueda retornar (acia la fuente " anularse.
Bemos despu!s un circuito sintonizado, formado por el condensador " la bobina primaria formando un circuito L + =, separados por un eplosor de c(ispas. La bobina primaria, de pocas espiras, normalmente entre 2 " 1J, " la secundaria, de muc(as espiras ;K::+1.::99?
8.6 RESONNCI La resonancia es un fenómeno físico in(erente a todos los cuerpos 'ue conocemos, por el cual tienden a ibrar preferiblemente a una determinada frecuencia cuando se les ecita eternamente. La frecuencia de resonancia depende de la masa " de la elasticidad del cuerpo 'ue estemos tratando de moer, por lo tanto cada cuerpo tiene la su"a. La frecuencia a la 'ue ibra un ob4eto cuando le damos un to'ue se llama su frecuencia natural de ibración, pero cuando se obtiene la frecuencia de resonancia ideal, la ibración del ob4eto es más en!rgica, de más potencia, de ma"or amplitud " de ma"or facilidad para el agente eterno de (acerlo ibrar. 5stas consideraciones son uniersales " aplicables a todo tipo de resonancias ;acstica, mecánica, electromagn!tica, etc. J9? 0or e4emplo en la ilustración 9, cuando damos un empu4ón a un columpio, !ste a " iene tardando un cierto tiempo en cada oscilación, desde 1 (asta +1. A ese tiempo se le llama el período de oscilación, " es el inerso de la frecuencia. )i empu4amos el columpio al azar, con fuerza constante, a eces lo empu4aremos cuando est! iniendo (acia nosotros, con lo 3
La transmisión inalámbrica de energía se acerca a la realidad Tomado de (ttpDHHuniersia.itsitio.comHernota.(tmQidnotaRK9MSdestacadaR1 4
/lectricidad sin cables (ttpDHH$$$.consumer.esH$ebHesHtecnologiaH(ard$areHJ::OH:9HJH1K9KJ.p(p
cual se detendrá casi por completo, " otras eces l o empu4aremos cuando est! empezando a ale4arse de nosotros, con lo 'ue conseguiremos elearlo más. %maginemos a(ora 'ue empu4amos el columpio eactamente a su frecuencia natural de oscilación. /s decir, lo empu4amos siempre en el mismo momento, cuando empieza ale4arse de nosotros. Aun'ue usemos una fuerza no mu" grande, notaremos cómo cada ez el columpio se ale4a más, " más, (asta 'ue llegue casi a superar la altura del poste donde está suspendido. >J? %lustración 9. enómeno físico de resonancia
6tro e4emplo de resonancia acstica se refiere a im aginar una (abitación con 1:: copas de ino id!nticas, cada una llena de ino (asta un niel diferente, entonces todas ellas tienen diferentes frecuencias de resonancia. )i un cantante de ópera canta una sola nota suficientemente alto dentro de la (abitación, una copa de la frecuencia correspondiente puede acumular suficiente energía incluso para estallar, aun'ue no influir en los otros asos. /n cual'uier sistema de resonadores acoplados a menudo eiste llamado acoplamiento fuerte de funcionamiento. )i uno se asegura de operar en ese r!gimen en un sistema dado, la transferencia de energía puede ser mu" eficiente. >J2?
8.7 CO"!MIENTO MGNETICO DE RESONNCI /l acoplamiento de la resonancia se produce cuando las frecuencias naturales de los dos ob4etos son aproimadamente los mismos. /n la ilustración 9K, dos bobinas ideales de resonancia magn!tica, se muestra en amarillo. Las bandas de color azul " ro4o ilustran sus campos magn!ticos. /l acoplamiento de sus respectios campos magn!ticos se indica mediante la coneión de la colorbands. >9M?
%lustración 9K. Acoplamiento magn!tico de resonancia
Al aplicar una onda electromagn!tica a una frecuencia determinada a un ob4eto es posible (acerlo ibrar. )i además el ob4eto retiene la ener gía aplicada eitando fugas, !ste pasa a de un estado de resonancia a un estado de Yresonancia duraderaZ emitiendo Ycolas de energíaZ las cuales se representan con líneas de color negro en la ilustración 9O. %lustración 9O. 7esonancia duradera
)e puede obserar en la ilustración :, 'ue si colocamos otro ob4eto resonante a la misma frecuencia cerca de una cola de energía, es posible transmitir la energía de las colas al otro ob4eto para 'ue !ste pueda aproec(arla. >JM? %lustración :. 6b4eto con igual frecuencia de resonancia
8.8 E*"ERIMENTO %ITRICIT+ /l primer eperimento de #iTricit", se lleó a cabo en el a*o J:: por inestigadores del 8%T liderados por el profesor 8arin )ol4acic, en el cual encendieron una bombilla de M:$ desde una fuente colocada a Jm de distancia, con absolutamente ningn contacto físico entre el receptor " la fuente de alimentación como se puede er en la ilustración 1. >91? 5
/l e'uipo del 8%T acopló dos bobinas de cobre de un diámetro de dos pies ;M: cm 9M? 5
ranklin Fadle", Cirector de Ciulgación =ientífica %nstituto Nanotecnología 8ilitar Tomado Tomado del =omunicado de prensa del 8%T, unio J::
%lustración 1. otos eperimento $itricit"
uenteD (ttpDHH$$$.4ustc(romatograp(" (ttpDHH$$$.4ustc(romatograp(".comHgeneralH$itricit"[ .comHgeneralH$itricit"[
Los datos recogidos a tra!s de mediciones indicaron 'ue (ubo una eficiencia del :U al 2:U de la electricidad a tra!s de #iTricit" " la energía 'ue no se utilizó permanecieron en las inmediaciones de la emisora en sí, " no irradiar al medio ambiente circundante. La parte interesante interesante de la electricidad electricidad generada es la 'ue bombilla bombilla brillaba a pesar de 'ue la madera, metal " otros artefactos fueron colocados entre las dos bobinas. >91? Al operar lo nico 'ue (a" alrededor de la bobina f uente es un campo magn!tico, sin ser afec afecta tada da la se*a se*all ni por por muro muross ni por por otro otross elec electr trodo odom! m!st stic icos os ;'ue ;'ue tamb tambi! i!n n prod produc ucen en electromagnetismoJ? La ca4a de la bobina principal se puede YesconderZ o incrustar en la pared, en el suelo o deba4o de un escritorio, por e4emplo. Las otras bobinas irían acopladas a los aparatos, 'ue comienzan a cargarse en cuanto se encuentran dentro de los límites a los 'ue llegan las ondas de la bobina principal ;es decir, a una distancia de unos 9: metros E!EMENTOS DE! MODE!O %ITRICIT+ =omo se muestra en la ilustración J, el modelo de la electricidad inalámbrica ;#iTricit" JK?
8.? $UNCIONMIENTO DE! MODE!O %ITRICIT+ /n la lustración 9 tenemos un circuito ;A "er23te 3nterar0e en o0 pro4ucto0 OEM 9Or33na Eu3p2ent ManuAacturer. #iTricit" está siendo dise*ado de modo 'ue pueda ser fácilmente integrado en una amplia ariedad de productos 6/8. La física del acoplamiento magn!tico de resonancia permite a los ingenieros dise*ar fuentes de energía " dispositios de diferentes formas " tama*os. >9:? 8.@.? Otro0 ;eneA3c3o0 4e a Tecnooa %3tr3c3ty
7ecarga automática de las baterías de los disposit ios.
/liminación de los cables de energía difícil de mane4ar antiest!ticos " costosos.
8enos contaminación para el medio ambiente reduciendo el uso de las pilas desec(ables
#iTricit" Applications Tomado de (ttpDHH$$$.$itricit".comHpagesHbenefits.(tml
>. !GUNOS EJEM"!OS + "!ICCIONES COMERCI!ES CTU!ES DE ! TECNO!OG# %ITRICIT+ Las aplicaciones de la compa*ía #iTricit" se enfocan en intentar eitar el uso de baterías o de cables para conectar a la pared. /ntre las aplicaciones comerciales más destacadas e stán cargar el celular mientras uno camina en la casa, utilizar el computador portátil sin conectar " sin batería, estar libre de los cables para las lámparas, consolas de ideo4uegos, TB de pantalla plana, marcos de fotos digitales, accesorios para teatro en casa, altaoces inalámbricos, etc. La intención de !stos productos es 'ue en la (abitación eista solamente un emisor de energía 'ue alimente a todos los aparatos 'ue se encuentran en ella. %luistracion M. %ntegración de productos con tecnología $itricit"
#iTricit" no solamente se planeó para un uso dom!stico, pues eisten numerosos prototipos para 'ue !sta tecnología se uela la nuea forma de transmitir energía por e4emplo en el área de la medicina, en el transporte, en la indust ria " en la tecnología militar.
>.- "!ICCIONES %ITRICIT+ EN E! TRNS"ORTE )e establecerían estaciones de recarga para e(ículos el!ctricos e (íbridos de pasa4eros " e(ículos comerciales en los estacionamientos de casas, oficinas " comercios " 'uioscos a distancia. Ce (ec(o, algunos isionarios, (an pensado 'ue !sta tecnología podría llearse a las pistas de carrera donde se crearía un tnel 'ue alimentarí a a los autos, lo 'ue eitaría a los competidores parar en los pits. =laro está si los e(ículos utilizan electricidad. >9:?
>.6 "!ICCIONES %ITRICIT+ EN ! INDUSTRI =omunicación inalámbrica e interconeión a tra!s de rotación " moimiento EarticulacionesE ;robots, má'uinas de enasado, ma'uinaria de monta4 e, má'uinas (erramientas 1? La electricidad inalámbrica cada ez más cerca, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$$$.losnocturnos.comHblogHtecnologiaHla+electricidad+%NALI8-7%=A+cada+ez+mas+ cerca. >J? %nducción magn!tica, 0AG%NA #/-. Cisponible (ttpDHHacer.forestales.upm.esHbasicasHudfisicaHasignaturasHfisicaHmagnetHinduccion.(tml
>9? La inducción electromagn!tica, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$$$.inestigacion"ciencia.esH11. 1K. OJHLaPinducciU=9U-9nPelectromagnU= 9UAOtica.(tm >? ísica \ electrodinámica, 0AG%NA #/-. Cisponibl e (ttpDHH$$$.fisicanet.com.arHfisicaHelectrodinamicaHap12PinduccionPelectromagnetica.p(p
>2? %nducción magn!tica en una (ttpDHHelectricidadsenamei21.blogspot.esH
>M? 0reguntas " respuestas sobre la tecnología, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHHecoupled.comHspHtec(nolog"Tec(.(tml >? =arga inalámbrica para e(ículos el!ctricos, 0A G%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$$$.energeticafutura.comHJ:1:H:1Hcarga+%NALI 8-7%=A+para+e(iculos.(tml >K? -=N0L% ligting. %nducción magn!ticaD aplicaciones " a(orro sustentable. >Ciapositias? >O? Lámparas de inducción magn!tica, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$$$.electricasas.comHelectricidadHluminotecniaHlamparas+luminotecnia+ electricidadHlamparas+de+induccion+magneticaH >1:? ue son las microondas, 0AG%NA #/-. (ttpDHH$$$.lospor'ues.comHtecnologiaH'ue+son+las+microondas.(tm
>11? 0aneles solares, 0AG%NA #/-. Cisponible (ttpDHHopinandosobreelmundo.$ordpress.comHJ::OH:MH:Hpaneles+solares+en+el+espacioH
>1J? =ómo se conierte la electricidad en ondas de radio, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHHm.ans$ers."a(oo.comH'uestionHindeQ'idRJ::O:2J::J:19AAg6J3 >19? 06#, la energía inalámbrica, 0AG%NA (ttpDHH$$$.neoteo.comHpo$+la+energia+%NALI8-7%=A.ne o
>1? /l marailloso ra"o láser, (ttpDHH$$$.superc(icos.netHra"oláser.(tm
>12? /lectricidad inalámbrica #iTricit", 0AG%NA #/. Cisponible (ttpDHHperifericos.suite1:1.netHarticle.cfmHelectricidadPinalmbricaP$itricit"P$relPfa
>1M? -iomimetismo para innoar en producción de energía, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$$$.infoener.comHbiomimetismo+para+innoar+en+produccion+de+energiaHM >1? Nicola TeslaD el guardián del ra"o, 0AG%NA (ttpDHH$$$.paranormal.com.arHforumHs(o$t(read.p(pQpRK2
>1K? Todo sobre Nikola Tesla, 0AG%NA #/-. (ttpDHH$$$.microcaos.netHgenteHnikola+tesla+todo+sobre+nikola+teslaH
>1O? -obina de Tesla, A7=F%B6 /N 0C. Cisponible enD (ttpDHH$$$.acmor.org.mHcuamHJ::OH0rototitposH::M+=uam=ancun -obinaUJ:deTeslaUJ:.pdf
>J:? -obina de Tesla, (ttpDHHes.$ikipedia.orgH$ikiH-obinaPdePTesla
>J1? /periencias con la bobina Tesla. (ttpDHHsites.google.comHsiteHanilandroH:JM::+bobina
>JJ? Transmisión inalámbrica de /nergía para recargar dispositios portátiles. 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHHciberinformador.blogspot.comHJ::P:1P:1Parc(ie.(tml >J9? Adiós a los cables, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$itricidad.orgHadios+a+los+cablesH >J? 7esonancia, 0AG%NA #/-. (ttpDHHcuriosoperoinutil.blogspot.comHJ::2H11Hresonancia.(tml
>J2? /l futuro sin cables, cada ez más cerca. 0AG% NA #/-. Cisponible enD (ttpDHHemgloindustrial.blogspot.comHJ::P:P:1Parc(ie.(tml >JM? Alimentación energ!tica inalámbricaD Telealimentación. 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHHerenoable.comHJ::H:JH1JHalimentacion+energetica+%NALI8-7%=A+telealimentacionH >J? #itricidadD la electricidad sin cables, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHHsericios.laerdad.esHciencia"saludHPJPO.(tml >JK? La electricidad inalámbricaD el futuro de la e lectricidad, 0AG%NA #/-. Cisponible enD (ttpDHH$$$.zibartec.comHla+electricidad+%NALI8-7%=A +el+futuro+de+la+electricidadH