Con la energía de la radio se pueden cargar baterías
¿Qué pensaría si le dijeran que mientras escucha su emisora preferida, o ve sus programas favoritos de televisión puede cargar la batería de su reloj o de un marcapasos?
No es ciencia ficción: a través de cinco electrodos corona (varillas de cobre con una pequeña aguja metálica en su parte superior), ingenieros de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) capturaron la energía que producen tanto la señal de TDT (televisión digital terrestre) como el espectro radioeléctrico de las emisoras de amplitud modulada (AM) y frecuencia modulada (FM).
Aunque hasta el momento solo se han realizado pruebas en el Laboratorio de Ensayos Eléctricos (Labe) de la Facultad de Ingeniería de la U.N., ya se pudo cargar una batería de ión de litio de 3,7 voltios y capacidad de entre 50 y 20 miliamperios por hora (mAh), utilizada en sistemas electrónicos de bajo consumo, como por ejemplo en las baterías de sensores remotos de variables ambientales, memorias de almacenamiento de mp3, baterías de reloj y marcapasos.
El resultado ha sido posible gracias al trabajo realizado por el profesor Francisco Román y el ingeniero David Ariza, quienes en 2012 lideraron una investigación apoyada por la U.N. Sede Bogotá y Colciencias, que permitió crear un sistema de captura y almacenamiento de energía proveniente de las nubes de tormenta.
“Estas nubes tienen la capacidad de almacenar cantidades importantes de carga eléctrica y generan campos con dicha propiedad física durante su actividad. Tales acumulaciones hacen que exista una diferencia de potencial entre la nube y la superficie terrestre (gradiente), fenómeno que permite generar corrientes eléctricas denominadas corona, principio en el cual se basan las investigaciones que hemos adelantado”, afirma el ingeniero Román, director del Grupo de Investigación en Compatibilidad Electromagnética de la U.N. (EMC-UNC), pionero en este tipo de estudios.
El experto destaca que en un día con tormentas se pueden generar 25 veces más kilovatios que en un día sin ellas. Sin embargo, cuanto más alto se puedan ubicar dichas agujas –por ejemplo en techos de edificios– mejores serán los resultados que se logren. Por eso los electrodos corona instalados en el edificio donde funciona el Labe superan los 20 metros de altura.
Nubes con poder eléctrico
Debido a que las nubes de tormenta tienen la propiedad de almacenar grandes cantidades de carga, que genera campos eléctricos ambientales constantes, los electrodos corona permiten amplificar el campo eléctrico y su magnitud. De esta manera se inicia una serie de descargas eléctricas entre el gas ionizado (aire) y la punta del electrodo. Tal fenómeno es conocido como efecto corona, y gracias a él es posible capturar, de forma circular, la corriente energética proveniente de las nubes y almacenarla, en este caso en una batería.
Uno de los hallazgos del trabajo adelantado por el profesor Román y el magíster Ariza es que los electrodos corona –al funcionar como antenas de banda ancha que se comportan como un sistema de almacenamiento independiente de las condiciones climáticas– no solo capturan la energía proveniente de las nubes, sino que además atrapan la del espectro radioeléctrico.
“Supongamos que en un día lluvioso quiero almacenar agua en un recipiente de boca pequeña; aunque podría recoger algo del líquido, su cantidad aumentaría considerablemente si utilizo un embudo”, ejemplifica Carlos Andrés Rivera, aspirante a magíster en Ingeniería Eléctrica e integrante del Labe.
A través de unos diodos de radiofrecuencia y un circuito regulador de carga, la energía se transforma en señal continua –popularmente conocida como DC–, de tal manera que se pueda emplear en la carga de baterías.
“Una de las ventajas de este tipo de fuente de energía no convencional es que es mucho más constante que la que se puede obtener de una nube de tormenta, fenómeno que se registra en circunstancias especiales mientras que aquella que se obtiene del espectro electromagnético tiene un carácter constante, en la medida en que las estaciones de radio suelen transmitir las 24 horas del día”, precisa el ingeniero Rivera.
Probada en aplicaciones experimentales como una fuente auxiliar en procesos de hidrólisis de bajo costo, en cuatro días la innovación tecnológica ha permitido realizar procesos de carga de baterías no comerciales de pequeña capacidad, mientras que baterías comerciales requerirían de un tiempo estimado en tres semanas.
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