La Marina de Estados Unidos ha enviado con éxito 1,6 KW de potencia eléctrica a lo largo de un kilómetro utilizando un haz de microondas, un paso más hacia el sueño de obtener electricidad desde plantas de energía solar orbitando la Tierra.
En lo que describe como la demostración más importante de su tipo en medio siglo, el Laboratorio de Investigación Naval de Estados Unidos (NRL) emitió 1,6 kW de electricidad a lo largo de un kilómetro utilizando un haz de microondas en el Campo de Investigación del Ejército en Maryland, según se informa en un comunicado.
Esta transmisión inalámbrica de electricidad, que se describe en un artículo publicado en la revista IEEE Journal of Microwaves, se consigue mediante un proceso que se desarrolla en dos pasos.
En primer lugar, la electricidad se convierte en microondas. A continuación, esas mircoondas se envían a un receptor distante, una antena rectificadora llamada rectenna o rectena, que las convierte en ondas de corriente continua.
En esta prueba, los ingenieros usaron un haz de microondas de 10 GHz, generado en dos ubicaciones diferentes para testar la tecnología en dos experimentos.
Alta eficiencia
El primero se situó en el Campo de Investigación del Ejército en Blossom Point, Maryland, y el segundo en el transmisor Haystack Ultra Wideband Satellite Imaging Radar (HUSIR), situado en el MIT en Massachusetts.
Se eligió la frecuencia de 10 GHz porque no solo es capaz de transmitir incluso bajo lluvia intensa, con una pérdida de potencia de menos del cinco por ciento, sino porque también es segura de usar, según los estándares internacionales, en presencia de aves, animales y personas.
En las pruebas de Maryland, el haz operó con una eficiencia del 60 por ciento. La prueba de Massachusetts (a unos 580 kilómetros de distancia) no alcanzó el mismo pico de potencia, pero tuvo un nivel de potencia promedio más alto, por lo que se entregó más electricidad, destacan los investigadores.
Objetivo superado
El objetivo de ambas pruebas era transmitir electricidad con una potencia de 1 kW a una distancia de un kilómetro, a través de un haz de microondas.
Los investigadores afirman que el experimento superó sus expectativas, ya que consiguió o un 60 % más de potencia que el objetivo pretendido.
El proyecto se denomina Transmisión de energía segura y continua - Microondas o SCOPE-M y se basa en un principio que no es nuevo: la conversión de ondas electromagnéticas en corriente continua mediante las citadas rectennas.
Ya hay antecedentes significativos en aplicaciones experimentales de esta tecnología, entre otras la que en 1975 llevó a la NASA a utilizar microondas para enviar 34 kW de electricidad a una distancia de 1,6 kilómetros.
Tecnología mejorada
Según los protagonistas del nuevo experimento, se han superado en esta ocasión todas las demostraciones anteriores, menos la conseguida por la NASA, aunque en aquella ocasión tanto el transmisor como el receptor eran mucho más grandes que los utilizados por la Marina en esta ocasión.
Según sus protagonistas, el nuevo desarrollo representa un hito en la historia de la tecnología de la transmisión inalámbrica de energía, que fue planteada por primera vez en 1901 por el inventor Nikola Tesla.
Años después, las comunicaciones inalámbricas reconfiguraron el mundo, pero la transmisión de energía eléctrica no ha conseguido todavía recorrer grandes distancias.
Energía disponible en órbita
La tecnología, cuando se desarrolle, podría usarse en el futuro para transmitir energía a la Tierra desde grandes plantas de energía solar orbitales, tal como propuso el físico estadounidense Gerard K. O’Neil en los años 70 del siglo pasado.
Todavía es un objetivo lejano, pero en la actualidad ya se piensa utilizar esta tecnología con fines militares, con la finalidad de enviar energía a destacamentos de tropas desplegados en campos de batalla, sin necesidad de convoyes.
A pequeñas distancias, la transmisión inalámbrica de electricidad ya es, sin embargo, algo comprobado: el MIT ha conseguido encender una bombilla de 60 vatios de forma inalámbrica, y de hecho ya existen prototipos de cargadores inalámbricos para vehículos eléctricos o dispositivos móviles.
Referencia
Terrestrial Microwave Power Beaming. Christopher T. Rodenbeck et al. IEEE Journal of Microwaves, Volume: 2 Issue: 1, pp. 3-12. 2022. DOI:10.1109/JMW.2021.3130765.
