miércoles, 25 de mayo de 2011

Metamateriales podrían mejorar considerablemente transmisión de energía inalámbrica




Las extrañas propiedades de los metamateriales fabricados artificialmente constituyen el núcleo de la mayoría de las investigaciones en el campo de los recubrimientos de invisibilidad, sin embargo, ingenieros de la Universidad de Duke en Carolina del Norte sugirieron que estos materiales podrían contribuir significativamente para el desarrollo de la tecnología de transmisión de energía inalámbrica. En este casdo, los ingenieros ya no hablan de "desaparecer" el objeto cubierto por metamateriales, sino más bien el espacio entre el cargador y el dispositivo a cargar.


La carga inalámbrica a corta distancia de dispositivos móviles se ha vuelto una realidad para los consumidores en tiempos recientes, sin embargo aún queda mucho camino por recorrer antes de conseguir que dispositivos de gran tamaño como un auto eléctrico sean recargados en una red de poder inalámbrica. El problema con la transmisión de pequeñas cantidades de energía a grandes distancias es que la mayoría se dispersa antes de llegar al dispositivo receptor. Y si se sube el nivel de energía, la radiación se convierte en un problema. Por ejemplo, para el caso de los rayos láser o las microondas, todo lo que esté atravesado en su camino puede ser dañado.


Los ingenieros de la Universidad de Duke, basados en una serie de cálculos consideran que es posible usar los nuevos metamateriales para incrementar el nivel de energía transmitido sin los efectos negativos. La teoría es que los metamateriales colocados entre el transmisor y el receptor crearía un extraño tipo de lente, "enfocando" la energía de tal modo que la mayor parte de esta llegue hasta el dispositivo que está siendo cargado.


De esta forma, el metamaterial haría parecer que no existe espacio entre el emisor y el receptor, por lo cual la pérdida de poder debería ser mínima. Investigadores de Duke dirigidos por el Profesor David R. Smith fueron los primeros en demostrar en el 2006 que los metamateriales pueden emplearse para conseguir el ocultamiento de objetos y ahora la última investigación de los ingenieros de la misma universidad se basa mucho en este trabajo anterior.


La clave de todo esto es una propiedad con que cuentan los metamateriales conocida como índice de refracción negativo. Esto significa que que pueden refractar la luz de una manera que ningún material natural puede hacer, lo que resulta en diseños de "superlentes" que le brindan a los investigadores un mayor control sobre la luz del que pueden obtener usando la óptica tradicional. La misma teoría se puede aplicar a cualquier onda electromagnética, por lo cual la transmisión inalámbrica de energía puede sacar provecho de este fenómeno.


Los metamateriales usados en la transmisión de energía inalámbrica serían similares a los empleados para el recubrimiento de invisibilidad, con miles de componentes conductores delgados que pueden ser ordenados en una variedad casi infinita de configuraciones.


El sistema debe ser hecho a la medida del dispositivo receptor, en esencia tanto la fuente como el receptor necesitan estar "sintonizados" el uno con el otro. Este nuevo entendimiento acerca de como los metamateriales pueden ser fabricados y configurados podría ayudar a los científicos a diseñar un sistema inalámbrico de transmisión energética que sea más focalizado.







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