Electricidad Inalambrica

Electricidad Inalámbrica 2015

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Ingeniería

Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Electricidad Inalámbrica

Desarrollo de Habilidades en el uso de la Tecnología, la Información y la

Comunicación.

Facilitador:

Juan Carlos Carmona Rendón

Presenta:

Lázaro Manuel Vargas Arroyo

Matricula: 201563473

Puebla, Pue.

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Índice

Introducción ______________________________________________________4

I.-Objetivos________________________________________________________5

II.- Nikola Tesla, la inspiración________________________________________5

2.1.-Transferencia inalámbrica de energía__________________________5

2.2.-Principales Investigadores___________________________________6

III.- Tecnología WiTricity _____________________________________________6

3.1.- Introducción a la tecnología witricity__________________________6

3.2.- Resonancia ____________________________________________7

3.3.- Experimento WiTricity ____________________________________7

3.4.- Funcionamiento del modelo WiTricity ________________________7

3.5.- Beneficios de la tecnología WiTricity _________________________8

3.51.- Alta eficiencia en transmisión de energía.___________________8

3.51.- Transferencia de energía sin importar obstáculos.____________8

3.51.- Transferencia de energía segura para personas y animales ____8

IV.- Otros beneficios de la tecnología WiTricity. ___________________________8

V.- Algunos ejemplos y aplicaciones comerciales actuales de la tecnología

WiTricity _________________________________________________________9

5.1.- Aplicaciones WiTricity en el transporte ________________________9

5.2.- Aplicaciones WiTricity en la industria ________________________10

5.3.- Aplicaciones WiTricity en medicina __________________________10

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5.4.- Aplicaciones WiTricity en lo militar__________________________10

VI. - Wireless Power Consortium______________________________________11

6.1.-Tecnología de carga inductiva______________________________11

6.1.-Tecnología de carga inalámbrica____________________________12

VII. - ubeam______________________________________________________12

VIII. - wattup______________________________________________________12

IX.-Conclusiones __________________________________________________13

Bibliografía_______________________________________________________14

Modelo APA______________________________________________________14

Modelo MLA______________________________________________________14

Bibliografía Imágenes______________________________________________15

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Introducción:

La electricidad fue uno de los descubrimientos más importantes en la historia de la

física, en la actualidad es fundamental disponer de la electricidad en nuestra vida

cotidiana y realizar diversas actividades con la ayuda de esta; aunque esto nunca

ha sido así, la electricidad ha recorrido un largo y duro camino para llegar a lo que

es hoy en día, gracias al trabajo de muchos hombres que han ido innovando esta

tecnología, hasta llegar a lo que es hoy en día donde las formas inalámbricas son

el común denominador de las grandes innovaciones, al grado de que se han

desarrollado trasmisores y receptores inalámbricos para toda clase de

dispositivos, utilizando tecnologías tales como Bluetooth o Wi-Fi para la

transmisión de datos. En la actualidad se está tratando de incorporar la

electricidad inalámbrica pero no se ha logrado trasmitir energía eléctrica a grandes

distancias, esto ayudara al medio ambiente ya que cesara la demanda de cobre o

aluminio así como también ayudara al ser humano a ocupar la electricidad en

otros medios naturales donde no se la había podido utilizar antes, aunque existen

métodos como el rayo láser y el de microondas que logran transmitir energías

eléctrica a través del aire pero no de manera eficiente. WiTricity es una empresa

que está investigando sobre este tema y ya ha generado algunos prototipos que

transmiten electricidad a través de resonancia magnética.

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Objetivos:

Desarrollar una investigación, en la cual se da a conocer una nueva forma

inalámbrica de transmitir electricidad a través de un fenómeno físico conocido

como resonancia magnética, sobre sus aplicaciones, ventajas y desventajas y

algunas otras tecnologías que estén innovando para la transmisión de energía

eléctrica sin cables.

Nikola Tesla, la inspiración

Todo comenzó con la Torre Wardenclyffe (también conocida como Torre Tesla)

fue el proyecto con lo que empezó todo esto de la electricidad inalámbrica, estuvo

operando entre 1901 y 1917 cerca de New York, aunque nunca fue completada

del todo. La idea de Tesla para este proyecto era experimentar con la telefonía

transatlántica, comunicaciones de radio y por su puesto la transmisión inalámbrica

de electricidad. Sin embargo respecto a la electricidad inalámbrica no se realizaron

avances significativos, porque el objetivo era usar la Tierra en su conjunto para

transportar la energía. Pero en algunos de sus proyectos logro cierto éxito, la torre

sufrió varios incendios, y durante la Primera Guerra Mundial se desmonto.

Transferencia de energía inalámbrica

La inducción magnética es el proceso mediante el cual campos magnéticos

generan campos eléctricos. Cuando un campo magnético genera una corriente

eléctrica en un conductor, aparece una Fem (Fem inducida) de modo que las

cargas del conductor se mueven generando una corriente. La principal fuente de

producción de electricidad en escala industrial, está basada en la inducción

electromagnética descubierta experimentalmente en 1831 por el Físico Michael

Faraday, quien intuyo que si la electricidad produce magnetismo, este a su vez,

genera electricidad.

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Sabemos que el principio de inducción magnética o inducción de campo cercano

es usada en los transformadores, motores eléctricos, generadores, entre otras,

pero en la actualidad diferentes compañías americanas como el E-Coupled, Wild

Charge, Powermat, Mojomobility, WiPower, ivolta, EnOcean, aprovechan la física

del acoplamiento por inducción de campo cercano y la combina con funciones de

comunicación y control desarrollando aplicaciones comerciales.

Principales Investigadores

Nicola Tesla desarrollo un equipo generador de alta frecuencia y alta tensión

llamado “bobina de tesla”, con el cual consiguió generar transferencia inalámbrica

de energía eléctrica mediante ondas electromagnéticas.

Tesla experimento con una gran variedad de bobinas y configuraciones,

generalmente esta bobinas generan tensiones de radiofrecuencia muy elevadas, y

por lo que dan lugar a coloridas descargas eléctricas en el aire de alcances de

pocos metros, lo que las viene haciendo muy espectaculares.

Un equipo formado por investigadores de los Departamentos de Física, Energía

Eléctrica y Ciencia Computacional y del Instituto para las Nanotecnologías del

Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han logrado con éxito la transmisión

de electricidad desde una fuente de energía hasta una bombilla situada a dos

metros de distancia, bautizada como WiTricidad.

Tecnología WiTricity

Introducción a la tecnología WiTricity

Un grupo de físicos del equipo del MIT (Massachusetts Institute of Technology)

dirigido por el profesor Marin Soljacic, logro la base teórica para la transferencia

inalámbrica de energía eléctrica en el 2005, pasando a la fase experimental en el

2007. Ellos comprendieron que la inducción que tiene lugar dentro de un

trasformador o algo parecido a él, podría transferir energía a mayores distancias

de forma inalámbrica a través de un fenómeno físico conocido como resonancia

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eléctrica. Los investigadores llamaron a esta tecnología “WiTricity”, de la unión de

las palabras en inglés Wifi (Wiresless fidelity, fidelidad sin cable) y electricidad

Resonancia

La resonancia es un fenómeno físico inherente a todos los cuerpos que

conocemos, por el cual tienden a vibrar preferiblemente a una determinada

frecuencia cuando se les excita externamente. Esto depende de la más y de la

elasticidad del cuerpo que estemos tratando de mover, por lo tanto cada cuerpo

tiene la suya.

Experimento WiTricity

El primer experimento se llevó a cabo en el año 2007 por investigadores del MIT

liderado por el profesor Marin Soljacic, en el cual encendieron una bombilla de

60w desde una fuente colocada a 2 metros de distancia, con absolutamente

ningún contacto físico entre el recepto y la fuente de alimentación.

Funcionamiento del modelo WiTricity

Un circuito está ubicado en un enchufe en la pared, el cual convierte la corriente

estándar de 50/60 Hertz en 10 MHz y alimenta a la bobina la cual no lleva núcleo.

La oscilación interna que la bobina trasmite, causa que esta emita un campo

magnético de 10 MHz.

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Beneficios de la tecnología WiTricity

Alta eficiencia de transmisión de energía

El modo de transferencia inalámbrica de energía es muy eficiente en distancias

que van de centímetros a varios metros, debido al fuerte acoplamiento de

resonancia de las bobinas. En muchas aplicaciones, la eficiencia excede el 90%.

La transferencia solo existe cuando es necesario, el dispositivo no necesita

capturar energía adicional.

Transferencia de energía sin importar obstáculos

La tecnología WiTricity traspasa obstáculos tales como madera, paredes de yeso,

plástico, textiles, vidrio, ladrillo, y el hormigón. También tiene la capacidad de

envolver obstáculos metálicos, lo cual lo convierte en un excelente medio de

transferencia de energía para un consumidor domiciliario, comercial o industrial.

Transferencia de energía segura para personas y plantas

Los campos magnéticos generados por la tecnología interactúan muy débilmente

con los organismos biológicos (personas y animales) científicamente es

considerada como segura.

El físico Sir John Pendry, explica que, los organismos biológicos en realidad

responden fuertemente a los campos eléctricos que a los magnéticos.

Otros beneficios de la tecnología WiTricity

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Recarga automática de las baterías de dispositivos.

Eliminación de los cables de energía, difíciles de manejar y costosos.

Menos contaminación para el medio ambiente reduciendo el uso de las pilas

desechables así como los desechos de cables y alambrado.

Algunos ejemplos y aplicaciones comerciales actuales de la tecnología WiTricity

Las aplicaciones de esta compañía se centran en evitar el uso de baterías y

cables para conectar a la pared.

La intensión de estos productos es que en una habitaciones exista solamente un

emisor de energía y este a su vez pueda alimentar a todos los aparatos que se

encuentran en ella.

Aplicaciones WiTricity en el transporte

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Se establecerían estaciones de recarga para vehículos eléctricos e híbridos tanto

de pasajeros como comerciales, en estacionamientos de casas, oficinas y

comercios. Actualmente WiTricity ofrece carga inalámbrica para vehículos

eléctricos existentes como carros de golf y vehículos industriales.

Aplicaciones WiTricity en la industria

En la industria se utilizaría comunicación inalámbrica e interconexión a través de

rotación y movimiento, que alimentarían a robots, maquinas envasado, maquinaria

de montaje, herramientas, etc. Y esto ocasionaría que la producción sea más

eficiente ya que gran parte del deterioro de estas máquinas se debe al deterioro

de sus cables de conexión.

También se usaría en ambientes agresivos como en la perforación, extracción,

bajo el agua, etc. Ya que no es posible y practico usar cableado.

Carga automática e inalámbrica para robots móviles, vehículos guiados

automáticamente, eliminación de mecanismos complejos de acoplamiento, y mano

de obra intensa y la situación de recarga de baterías, así como conexión para

sensores y actuadores inalámbricos.

Aplicaciones WiTricity en Medicina

En la medicina se utilizaran interconexiones eléctricas inalámbricas para

dispositivos médicos de asistencia ventricular, marcapasos, desfibriladores y de

más.

También para eliminar los ´problemas de esterilización relacionados con baterías

extraíbles y sellar herméticamente el dispositivo eliminando así los puertos de

entrada de carga.

Un neuroestimulador se puede cargar de manera inalámbrica, lo que lo hace una

experiencia más cómoda de carga para los pacientes.

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Aplicaciones WiTricity en lo Militar

En el ámbito militar se puede usar la carga automática de la más alta tecnología

como pueden ser sensores encubiertos, robots móviles no tripulados y aviones, en

una soldado puede usar un chaleco para cargar las baterías centrales mientras

está sentado en el vehículo de transporte, también de un vehículo a otro no

tripulado como puede ser en aire, tierra o submarinos

Wireless Power Consortium

Fue creado en diciembre del 2008 por un grupo importante de empresas en

electrónica de consumo las cuales crearon Wireless Power Consortium que

establecieron Qi como la norma mundial para la energía inalámbrica.

Los miembros de la WPC incluyen a BlackBerry, Nokia, Panasonic, Toshiba,

Samsung, Sony, Energizer, Motorola, LG, HTC, etc. Qi ha lanzado más de 200

nuevos productos de carga inalámbrica al mercado, los cuales están disponibles

en América del Norte, América del Sur, Así, Europa, India, África y Australia.

La tecnología Qi es simple, eficaz y segura, tiene una gran gama de dispositivos,

desde teléfonos inteligentes hasta aparatos de cocina inalámbricos, combina

tecnologías tanto de inducción y de resonancia.

Tecnología de carga inductiva

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La carga pasa por un transmisor y un receptor colocado entre una bobina

estrecha, por lo general están separados por la carcasa exterior de ambos

dispositivos. Las bobinas deben estar alineadas para realizar la conexión. Algunos

transmisores Qi utilizan un sistema de multibobina, lo cual elimina la necesidad de

alinear el dispositivo en la zona de carga.

Tecnología de carga inalámbrica

Se basa en los principios de la carga inductiva, eliminando el requisito de primer

contacto. El transmisor tiene la capacidad de detectar y cargar receptores Qi

existentes a una distancia mayor la cual es 45 mm. Esta libertad hace ideal la

carga para aplicaciones tales como el montaje de un cargador debajo de una

mesa, escritorio o incrustar la tecnología más profundamente en un dispositivo.

Qi abarca las ventajas de ambas tecnólogas tanto de carga inductiva como

resonantes, en un estándar versátil que erradica la batería muerta. Debido a que

estas tecnologías tienen casos de uso y beneficios únicos, Qi está tratando de

incorporar estas tecnologías para ofrecer servicios innovadores y de

características eficientes en la energía y la posibilidad de que esta sea rentable.

UBeam

Se basa en la transmisión de energía por medio de ultrasonidos. El problema de

esta tecnóloga es que no puede atravesar paredes, pero si grandes distancias a

través del aire.

La idea de uBeam es que los smartphones o portátiles que llevemos, monten

baterías más pequeñas. uBeam no cuenta con demasiados apoyos para sacar

adelante su proyecto, pero el proyecto parece demasiado sólido.

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WattUp

Este sistema funciona con ondas de entre los 5.7 GHz y los 5.8 GHz, que luego

se transforman en energía. Funciona con un Router el cual envía una señal a

dispositivos compatibles, el cual ofrece entre 1 watio y 4 watios, dependiendo de la

distancia la cual tiene como máximo 4.5 metros y hasta 12 dispositivos con

disponibilidad de cargar.

El problema con este proyecto es que el Router que emite la señal es demasiado

aparatoso, pero parece que se puede hacer más compacto. Aunque WattUp

cuenta con socios de bajo perfil como Foxconn o Haier, está buscando ampliarse

a un campo más grande y socios más destacados.

Conclusión:

La electricidad inalámbrica es una nueva y emocionante frontera que propone

nuevas posibilidades para los fabricantes y consumidores de todo el mundo. Ésta

frontera nueva tendrá un impacto en el mercado y en el diseño de productos;

incluso, ofrecerá ahorros ambientales, simplificará la interfaz humana con la

infraestructura y generará formas nuevas de interactuar con el diseño de

dispositivos y productos complementarios. Aunque aún no hay muchos avances

significativos muchas empresas están trabajando para que esta nueva tecnología

sea una realidad en poco tiempo, esto nos servirá de mucha ayuda no solo a

pocos si no a demasiada gente, y creara nuevas oportunidades en la industria y en

el campo laboral y esto va muy de la mano con los autos eléctricos e híbridos, los

materiales usados en la fabricación de cables, alambres, etc. serán empleados en

otras cosas y esto ayudara en el cuidado del medio ambiente, también esta

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tecnología ayudara a usar la electricidad en campos donde antes nunca se había

podido usar, como en el agua para las extracciones de petróleo, en fin, la

electricidad inalámbrica ya está a la vuelta de la esquina y con un poco más de

trabajo llegara a ser realidad en poco tiempo.

Bibliografía:

https://prezi.com/aciwdchk8d3p/electricidad-inalambrica-tesis-terminada-witricity/

http://xombit.com/2015/01/electricidad-inalambrica-analisis-futuro

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Modelo APA

Pérez J. (2010 diciembre). Electricidad Inalámbrica. Colombia.

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Regueira M. (2015 enero). La Electricidad Inalámbrica: su pasado, su titubeante presente y su prometedor futuro. Xombit

Carrizo N. (2015 marzo).Electricidad Inalámbrica Tesis Terminada WiTricity. Prezi.

Modelo MLA

José David Pérez Arango. Electricidad inalámbrica. Colombia, 2010, p. 59.

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Miguel Ángel Pitol Reyes y Alejandro Javier Sánchez Arreguin. Experimento de transferencia inalámbrica de energía con receptor portable. Veracruz, 2013, p. 49.

Miguel Regueira. La electricidad inalámbrica: su pasado, su titubeante presente y su prometedor futuro. Xombit, 2015.

Norman Carrizo. Electricidad inalámbrica tesis terminada WiTricity. Prezi, 2015.

Bibliografía Imágenes:

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