Electricidad sin cables más cerca gracias al láser

La energía es fundamental para las operaciones militares y los medios tradicionales para llevarla a campos de batalla o zonas golpeadas por desastres naturales son a menudo lentos, intensivos en recursos y no carecen de riesgos». Con estas palabras, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa de Estados Unidos (DARPA), justifica uno de sus últimos experimentos: la transmisión de energía, 800 vatios, a larga distancia, unos 8,6 km, usando rayos láser. Hace unos meses realizaron una prueba en Nuevo México con la que han conseguido demostrar que la tecnología es viable, aunque no eficiente. Con parte de esa energía hicieron palomitas, como se ve en una de las imágenes que ilustran este reportaje, haciendo un tributo a la película «Escuela de genios».

¿Estamos ante el fin del cable de cobre? Transmitir electricidad de forma inalámbrica no es una idea nueva. Nikola Tesla ya experimentó con ello a principios del siglo XX. Desde entonces se ha investigado con ondas de radio o microondas y láser y empresas como Witricity prometen llevar a los hogares electricidad sin cables o instalar plataformas de recarga de vehículos eléctricos que aporvechen la inducción. De hecho, a nivel comercial ya se puede disfrutar de la electricidad inalámbrica en cargadores de móviles y coches. Sin embargo, seguimos lejos de soluciones a gran escala, porque cuanto más larga es la distancia, más problemático resulta usar ciertas ondas del espectro electromagnético. A medida que la distancia entre el emisor y el receptor aumenta, la eficiencia de transferencia disminuye. El láser permite llegar más lejos; solucionando en parte el problema de la distancia, aunque dispersa la energía en condiciones de niebla, nubes o polvo. La propia Darpa reconoce que la potencia que han conseguido transmitir es baja y está muy lejos de resolver los problemas de suministro de cualquier infraestructura comercial. «La transmisión de electricidad inalámbrica es buena en distancias cortas. Por eso hay muchos cargadores con forma de pequeña plataforma que se basan en una bobina que producen unos campos magnéticos que entran en resonancia con otra pequeña bobina en el móvil o el coche, donde está el cargador de la batería. Hablamos de que la fuente emisora está lo suficientemente cerca como para que las pérdidas sean muy bajas. Además, son sistemas más lentos que un cargador con cable y requieren mayor potencia, es decir, gastas más electricidad cargando de la manera inalámbrica que con cable. Hay pérdidas y se genera calor», detalla José Gaite, profesor de la ETSI Aeronáutica y del Espacio, de la Universidad Politécnica de Madrid.

Aplicación espacial

«A principios del 2000 estuvo muy de moda la investigación en este campo, hubo muchos proyectos, pero en la práctica, y con el cambio climático y la falta de energía, parece inviable como solución general por las pérdidas de energía que tiene. Realmente lo que hay que hacer es todo lo contrario; gastar lo mínimo posible, y para eso lo ideal son los cables superconductores, capaces de conducir la electricidad a grandes distancias con pérdidas prácticamente ridículas. Aunque estos tienen el problema de que resultan caros porque hay que criogenizar el cableado. Si puedes usar cable desde luego que es mejor, porque es como llevar el agua por una tubería. Así que no le veo mucho utilidad en aplicaciones terrestres. Puede ser interesante, sin embargo, para el espacio; para recargar las baterías de los satélites, por ejemplo. A día de hoy su vida útil depende de lo que les duran las baterías que llevan a bordo. Tanto la ESA como la NASA tienen propuestas en este sentido», comenta, a su vez, Francisco R. Villatoro, profesor de Ciencia de Computación e Inteligencia Artificial de la Universidad de Málaga.

Gaite opina en esta misma línea: «Se ha propuesto un método de navegación espacial mediante velas que se impulsarían por radiación. Y la única forma de hacerlo sería enviando una radiación láser bastante desde la Tierra. Que yo sepa todavía no se ha desarrollado nada, pero experimentos como el de DARPA podrían ser útiles para este propósito».

Energía de todas partes

Biomasa, solar, eólica, hidráulica, mareomotriz. Cada vez buscamos más fuentes de energía con las que sustituir a los fósiles o simplemente alimentar nuestra sociedad «devoradora» de electricidad. También a nivel teórico se barajan, incluso se experimenta con la obtención de electricidad de las formas más variopintas, usando, por ejemplo, el calor corporal, el aire que rodea un edificio gracias a la piezoelectricidad (materiales que generan electricidad cuando se les aplica una presión) o, incluso, «exprimiendo» la aparente «nada» que compone el espacio. «La ropa inteligente, ¿cómo se alimentará? En principio, es posible que los tejidos cuenten con pequeños sistemas que vibren conforme te mueves y que de esas vibraciones se extraiga energía para alimentar, por ejemplo, un sistema biométrico instalado en la ropa y que haga medidas del estado del corazón, la temperatura... Son sistemas con los que obtener algo de potencia, pero, en general, se trata de cantidades de energía muy pequeñas que servirían para usos muy locales», comenta Villatoro. A lo que Gaite añade: «Ya hay en el mercado dispositivos que utilizan los principios de la piezoelectricidad. Se conoce desde hace décadas y se ha aplicado, por ejemplo, en encendedores eléctricos. Incluso he leído una aplicación curiosa para el ejército de Estados Unidos. Intentaron aprovechar el efecto piezoeléctrico y diseñaron unas botas especiales que cuando se camina, se van comprimiendo y estirando, produciendo unas corrientes para recargar baterías o alimentar dispositivos de forma complementaria. Terminaron descartárdolo porque parece que las botas pesaban demasiado».

Energia del vacío

¿Se podría extraer energía del vacío? Suena a fuente infinita y es lo que propone el investigador Garrett Moddel, de la Universidad de Colorado. El científico ha publicado varios artículos afirmando que es posible extraer energía de punto cero o de vacío. En 2002 patentó un dispositivo que captaba la energía eléctrica entre dos placas para cargar una batería. La teoría se basa en el efecto Casimir y la energía existente en el vacío. Y es que, según la física cuántica el vacío no está tan vacío, más biene está lleno. «Hubo una época en que se pensaba que las partículas eran los elementos fundamentales en física, pero en la primera mitad del siglo XX se vio que no era así, sino que la base fundamental era el campo cuántico. Este tiene un estado de energía mínimo, cero. Es lo que se llama vacío. A su vez, las partículas son excitaciones del campo con energía por encima de la de vacío», explica Francisco R. Villatoro. Esta energía de vacío o punto cero podría usarse para propulsarse en naves espaciales por el universo superando la velocidad de la luz o construir dispositivos de levitación, según algunos visionarios.

Internet solar

Hace unos meses la NASA logró transmitir datos al espacio gracias al láser. Una señal partió de del observatorio de Kryoneri, en Grecia, y fue recibida por el sistema óptico de la sonda espacial Psyche situada a unos 450 millones de km de distancia de la Tierra en el momento de la recepción de la señal. La velocidad de datos superó en cien las de la radiofrecuencia.

Detrás de esta prueba y del sistema de comunicaciones experimental por láser Deep Space Optical Communications, hay un sueño: crear una red de comunicaciones en el sistema solar que permita la colaboración científica entre diferentes misiones en Marte, etc.

En 2023, Psyche transmitió a la Tierra con éxito un vídeo de alta definición desde 31 millones de kilómetros, unas 80 veces la distancia entre la Tierra y la Luna. En las imágenes un gato intentaba cazar un puntreo.