Ensayo en el que hablo de la energía inalambrica en diferentes ambitos, como su historia, su funcionamiento básico y varios avances sobre ella

1. ENERGÍA ÍNALAMBRÍCA
EL SUEÑO DE TESLA CADA VEZ MAS
CERCA
Por: Eduardo
Navarrete
Casimiro
BENEMÉRITA UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE PUEBLA
FACULTA DE INGENIERÍA
INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA
DESARROLLO DE HABILIDADES DE LA TECNOLOGÍAS DE LA
INFORMACIÓN Y COMUNICACIÓN

2. ÍNDICE
1. RESUMEN .....................................................................................................................2
2. MARCO HISTÓRICO...................................................................................................2
3. ¿CÓMO FUNCIONA?..................................................................................................4
4. APLICACIONES EN LA ACTUALIDAD ....................................................................5
5. ¿POR QUÉ ES NECESARIA EN NUESTRA VIDA? ..............................................6
6. CONCLUSIÓN ..............................................................................................................7
7. Bibliografía.....................................................................................................................7

3. 1. RESUMEN
La transmisión de energía sin cables siempre ha sido un sueño que el hombre ha
perseguido por mucho tiempo, desde las teorías y experimentos realizados por
Nikola Tesla, como su famosa “bobina de Tesla”, con la cual demostró la
posibilidad de inducción de energía por resonancia magnética; hasta el desarrollo
de transmisión de energía desde un satélite que se encuentre en el espacio
produciéndola por medio de paneles solares.
Y es que aunque parezcan historias de cuentos futuristas, la transmisión de
energía sin cables es una realidad que cada vez está más presente en nuestros
días. Gracias al desarrollo y control que se tiene en el campo de las ondas de
radio estamos cada vez más cerca de cumplir el sueño de Tesla, “Un mundo
donde no será necesario estar conectado a cables”
2. MARCO HISTÓRICO
El estudio de las ondas electromagnéticas ha estado presente en la ciencia desde
hace mucho tiempo, uno de los puntos más importantes de esta investigación fue
la predicción de la existencia de las ondas de radio gracias a las ecuaciones de
Maxwell, propuestas en 1864. 20 años después, en 1884, John H. Poynting
desarrollo el llamado vector de Poynting, el cual juega un papel importante en la
cuantificación de la energía electromagnética. En 1888, basado en la teoría de
Maxwell, Heinrich Hertz demostró exitosamente la existencia de las ondas de radio
de manera experimental con la ayuda de su radio transmisor de chispas.
Por la misma época en que Marchese G. Marconi y Regina Fessenden apoyaron a
la comunicación a través de ondas de radio, Nicolás Tesla sugirió la idea de la
transferencia de energía inalámbrica y llevo a cabo el primer experimento de ello
en 1889, cuando colocó una bobina a 70 metros de altura con un metro de
diámetro, con la cual pretendía repartir energía por todo el mundo; a este
experimento se le conoce como la “bobina de Tesla”. Lamentablemente el
experimento falló debido a que la energía fue repartida en todas las direcciones a
una frecuencia de 150 kHz, por lo que su longitud de onda fue de 21 km. Después

4. de este experimento fallido, se prefirió usar la transmisión inalámbrica para las
telecomunicaciones.
Fue hasta 1960 que el desarrollo de las energías inalámbricas continuo su historia
cuando William C. Brown utilizo el primero transmisor de energía por microondas,
desarrollando una antena que recibía y rectificaba microondas, la cual nombro
“rectena”. Esta “rectena” según los reportes, tuvo una eficiencia del 50% en
potencia, generando 4 watts en corriente directa (DC), gracias a esto progreso
desarrollando a tal grado que pudo entregar energía a un helicóptero en suelo en
1964 y en el año de 1968 pudo realizar una carga de energía a un helicóptero
volando. En 1975, en colaboración con Richard Dickinson y su equipo, logro la
mayor demostración de transmisión de energía por microondas, en el “sitio Venus
del JPL Goldstone Facility; la distancia entre la antena parabólica de transmisión,
que tenía un diámetro, y la “rectena” fue de 1.6 km.
Aunque la transmisión de energía fue todo un éxito, el tamaño de su sistema y su
costo fue demasiado grande como para usarlo en cualquier aplicación práctica
existente; por lo que los sistemas de transmisión de energía inalámbrica
comerciales no vieron nunca la luz. También se desarrolló un sistema de
transmisión de energía por microondas (TEM) por medio de un satélite de energía
solar, propuesto en 1968 por Peter Glaser. El satélite conllevo muchos problemas,
como la baja eficiencia del sistema, la cual dependía de la conversión de
microondas a corriente directa, y el gran tamaño de las antenas. Aun así, el
satélite de energía solar suministraría diez veces la energía producida por las
celdas solares aquí en la tierra. Esto debido a que el satélite se encuentra en el
espacio, donde no hay noche o nubes y lluvias que obstruyan el paso de los rayos
solares, teniendo así una producción de energía estable y libre de dióxido de
carbono 24/7, todo el año. Aun con esto a su favor, el proyecto fue cancelado por
la NASA debido a sus costos.
Después de 1980, numerosas organizaciones japonesas han hecho experimentos
para el desarrollo de TEM. En los años de 1980 a 1990 Hiroshi Matsumoto y su
equipo realizaron los primeros experimentos con cohetes en el espacio. El

5. realizado en 1883 fue llamado “experimento de la interacción no linear de la
ionosfera con las microondas (MINIX, por sus siglas en ingles), este experimento
se centraba en la interacción no lineal entre las microondas y el plasma de la
ionosfera.
Después de la década de los 90’s muchos laboratorios han optado por realizar
experimentos con base en la TEM, pero no solo con los satélites de energía solar,
si no con los posibles usos comerciales que esta podía tener.
3. ¿CÓMO FUNCIONA?
La Transmisión de energía inalámbrica se basa en el principio de resonancia
magnética desarrollado por Tesla a través de la famosa “bobina de tesla”, la cual
consiste en dos bobinas que trabajan en la misma frecuencia de onda, de las
cuales una se encuentra conectada a la fuente de energía eléctrica y por medio de
resonancia la transfiere por medio de ondas de radio, estas a su vez son recibidas
por una antena receptora la cual transforma esas ondas de radio en energía
eléctrica.
Algo que cabe destacar es que, aun cuando la transferencia de manera
inalámbrica se basa en el experimento de Tesla, existen diferentes maneras de
transferir la energía, y esto depende del alcance en el que se hará la transferencia,
por lo tanto hay distintos tipos de transferencia.
En los tipos de corto alcance se utiliza el acoplamiento inductivo, el cual consiste
en el uso de la inducción electromagnética para la interdependencia de los
campos electromagnéticos variables con el tiempo. El cual usa el concepto “Un
campo eléctrico oscilante produce campos magnéticos y los campos magnéticos
oscilantes generan campos eléctricos”.
En la transferencia de medio alcance se usa el acoplamiento resonante inductivo,
esto es parecido al concepto de acoplamiento inductivo, pero en este las bobinas
trabajan en una frecuencia resonante que les permite captar las ondas de radio
usadas para la transferencia de energía en un alcance mayor.

6. En los casos de largo alcance, hace uso de la transferencia de energía por
microondas ya antes mencionada, la cual tiene como fin la transferencia de
energía de un lugar a otro ubicado a varios kilómetros de distancia, pero estando
en la misma línea de visión. Esto se puede debido a que la bobina transmisora
transforma por medio de un magnetrón en microondas la energía eléctrica, esta es
enviada en una sola dirección hacia la “rectena” la cual recibe y rectifica las
microondas y las vuelve a transformar en electricidad, permitiendo así su uso.
4. APLICACIONES EN LA ACTUALIDAD
Aunque los procesos para la transferencia a largo alcance se encuentran en pleno
desarrollo, la transferencia de energía de manera inalámbrica a corto alcance ha
ido avanzando de manera tal que en la actualidad se han logrado desarrollar
diversas tecnologías que hacen uso de este medio.
Uno de los usos comerciales más populares que se le da a la transferencia a corto
alcance es el de la carga de dispositivos móviles, esto es debido a que uno de los
problemas de los dispositivos móviles es que a ser usados continuamente, por lo
que su recarga de energía por los medios convencionales son muy
inconvenientes; así, al cargarse de manera inalámbrica el dispositivo podrá ser
transportado hacia cualquier dirección siempre y cuando se encuentre en el radio
de alcance.
Un uso de la carga a corto alcance que se ha estado desarrollando con mayor
potencia en los últimos meses es la carga de vehículos híbridos, por lo general
carros de transporte público, por medio de puntos de carga colocados en sus
diferentes estaciones, permitiendo así eliminar los cableados que se colocan por
toda la ciudad y reduciendo el tiempo de espera de los pasajeros pues los
autobuses se recargan mientras estos ascienden a ellos.
Otro uso es la conexión directa o interconexiones de manera inalámbrica de
apartados rotantes como las maquinarias de montaje de piezas o envasados y
ensamblados, permitiendo así reducir el riesgo de fallas en los procesos por

7. cableados mal hechos o sistemas muy costosos. También su uso es muy
importante en los ambientes peligrosos para el cableado o bien, ambientes donde
no es posible colocar cables como lo son pozos de extracción de minerales.
5. ¿POR QUÉ ES NECESARIA EN NUESTRA
VIDA?
Hoy día, el medio ambiente y su cuidado es uno de los temas más importantes en
los debates tanto políticos como científicos, esto debido a muchos factores, entre
ellos que los recursos utilizados en la mayoría de las industrias están escaseando,
que las industrias en sus procesos de producción ponen en riesgo las diferentes
fuentes de alimento y sustento de muchas personas, aparte de que muchos de
sus procesos productivos arrojan una gran cantidad emisiones contaminantes al
aire. Aunando a todo esto, la producción de energía eléctrica en su mayoría es por
medio de la quema de combustibles fósiles, produciendo una gran cantidad de
CO2.
Tomando en cuenta todo esto, el uso de la transmisión de energía de manera
inalámbrica es un gran apoyo a las medidas de protección ambiental debido a que
su uso permitirá una reducción en la utilización de grandes cantidades de metal y
productos no biodegradables que se usan en la distribución de energía eléctrica,
así como también la aplicación de los proyectos de satélites solares serán un gran
avance en la producción de energía eléctrica, pues no solo generará una mayor
cantidad de electricidad, sino que también esta energía será “energía limpia”, al
ser producida por medio ecológicos, por si esto no fuera suficiente, la
implementación de los satélites de energía solar tendrán la posibilidad de
transmitir energía a lugares alejados, a los que antes era difícil el llevar la energía
eléctrica por diversos factores.

8. 6. CONCLUSIÓN
Gracias al desarrollo que han tenido en los últimos años las tecnologías de
transferencia de energía de manera inalámbrica, el mundo sin cables que Tesla
soñó hace casi cien años es hoy día una realidad que está cada vez más cerca.
Esto propiciará un gran avance en lo que es materia energética, puesto que no
solo reducirá los costos de su producción y transporte, sino que también serán un
gran apoyo a las reformas ambientales que se están creando todos los días. Con
esto, quizá aún podamos remediar el gran daño que hacemos a los ecosistemas.
7. Bibliografía
Agbinya, Johnson I., Ed. (2012). Wireless Power Transfer. River Publishers.
Shinohara, Naoki (2014). Wireless Power Transfer via Radio waves. John Wiley &
Sons.
Tomar, Anuradha; Gupta, Sunil (Julio 2012). «Wireless power Transmission:
Applications and Components». International Journal of Engineering Research &
Technology (ESRSA Publications Pvt. Ltd.) 1 (5): 1–8.