Los beneficios de la transmisión de energía de forma inalámbrica no solo se limitan a liberar de cables los escritorios o construir habitaciones con tecnología inalámbrica para cargar todos los electrodomésticos del hogar por el aire. Otros proyectos aspiran a llevar esta innovación mucho más lejos, incluso hasta el espacio, para transportar la energía entre continentes. Así, España podría recibir energía producida en granjas solares en desiertos a miles de kilómetros de distancia, con mejor infraestructura.
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Imagine su barrio de noche, con muchas casas con la luz encendida a través de las ventanas, pero sin un solo poste de electricidad repleto de cables a la vista. La energía solar recogida al otro lado del mundo mientras aún es de día sería capaz de alimenta de manera inalámbrica las farolas y hogares en plena madrugada.
La empresa neozelandesa Emrod, en colaboración con Airbus, la Agencia Espacial Europea (ESA) y otras empresas, ha demostrado su tecnología en una prueba en Munich, con la que pretende crear una inmensa red de transmisión de energía por el aire, el sueño de Nikola Tesla que se quedó sin cumplir. Para ello, planean construir una red entre la Tierra y constelaciones satelitales similar a la que sirve hoy para transportar conexión a Internet y las telecomunicaciones.
Demostración de la tecnología de Emrod
Sin cables submarinos ni terrestres, esta empresa considera que uno de los problemas que frena el despliegue de las energías renovables y la descarbonización en el mundo es la dificultad para transportar la electricidad. Fuentes renovables como el sol, el viento o el agua hay en abundancia, pero los sistemas que generan energía a partir de estos elementos naturales no llegan a todas partes por las complicaciones que implica después transportarla hasta donde hay más demanda.
En 1890, Nikola Tesla ya proponía este mundo sin cables y actualmente Emrod y otros proyectos como Solaris de la Agencia Espacial Europea (ESA) aspiran a conseguir transmitir energía desde la órbita del planeta Tierra. Una oportunidad para que cada país aproveche al máximo sus principales fuentes de energía renovables y las comercialice a nivel mundial.
Técnicos de Emrod en la demostración
Así lo han demostrado
En unas instalaciones de Airbus en Múnich y con apoyo económico de empresas como Airbus Defence y Space GMBH, los ingenieros de Emrod transmitieron energía a una distancia de 36 metros. Para ello, utilizaron unas antenas rectificadoras conocidas como rectennas, que transmiten microondas de electricidad de un punto intermedio al siguiente.
En la demostración llevada a cabo a finales de septiembre, utilizaron una antena con forma de panel y otra de recepción de 1,92 metros de diámetro. Con una frecuencia de 5,8 GHz, el sistema fue capaz de iluminar la maqueta de una ciudad, un electrolizador de hidrógeno y una nevera para cervezas. Meses antes, habían hecho pruebas en las que el destino final de la energía era alimentar una guitarra eléctrica.
Las pruebas actuales son a pequeña escala, pero es un paso inicial para aumentarla a una dimensión global. Para ello, en lugar de utilizar sistemas de campo lejano que podrían experimentar pérdidas de energía de hasta un 20% si la antena receptora no es lo suficientemente grande, Emrod quiere implementarlos utilizando un enfoque de campo cercano.
La empresa describe dos tipos de tecnologías. Para empezar, pequeños elementos de radio y patrones de onda única crean un haz colimado, lo que significa que los rayos están alineados en paralelo y no se propagan mucho a medida que se desplazan. Esto supone que su haz de energía se mueve como si estuviera en el interior de un cable virtual.
Sistema de antenas de Emrod
En segundo lugar, utilizan metamateriales diseñados con patrones diminutos que interactúan con esas ondas de radio, en una banda que corresponde a las frecuencias de wifi y Bluetooth. Mientras tanto, diminutos láseres monitorean las rectennas para detectar cualquier obstrucción entre los puntos de retransmisión. El objetivo es que la radiación no dañe a las aves en esa transferencia de energía.
Los desafíos pendientes
Una vez demostrada la tecnología y su eficiencia, llega el enorme reto de desplegarla a nivel mundial. Una opción sería colocar infraestructuras en montañas, mares y llanuras con las que sustituir la extensa red de cables terrestres actuales, pero este no es el propósito último de la empresa. En cambio, desde Emrod apuestan por aprovechar la creciente industria espacial privada.
Actualmente, están dialogando con diferentes empresas espaciales que puedan desplegar sus satélites de prueba en la órbita terrestre durante los próximos 3 años. La idea sería establecer una constelación satelital en una órbita aún más baja que la utilizada por empresas como OneWeb o Starlink, que ofrecen conexión a Internet desde el espacio.
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Si se utilizara la Estación Espacial Internacional (ISS) y satélites a una altitud de 400 a 500 km, las antenas receptoras en tierra deberían tener más de 108 m de diámetro. Esta elección también requeriría de un complicado ensamblaje de componentes en el espacio. En cambio, si los satélites se colocan en una órbita de solo 100 km, las antenas podrían ser de 30 o 40 metros de ancho, bastante más fáciles de construir, según indican en New Atlas.
Uno de los diseños previos de los satélites del proyecto Solaris
El proyecto empieza a abandonar sus fases iniciales para emprender el reto más grande, conseguir apoyos que les permitan desplegar la tecnología alrededor del globo terráqueo. Países como España o continentes como África podrían exportar sus inagotables recursos solares y eólicos a otros puntos del planeta, impulsando el uso de estas energías y contribuyendo a la lucha contra el cambio climático.
Esta última demostración de Emrod, además, respalda programas como Solaris de la ESA, que transmtirá a la Tierra energía solar producida en el espacio. "La energía solar basada en el espacio tiene el potencial de ser un contribuyente significativo a la cartera equilibrada de soluciones de energía limpia que se necesitarán para cumplir los objetivos Net Zero 2050 de la UE y los Estados miembros de la ESA", ha dicho Torben Henriksen, director interino de Tecnología, Ingeniería y Calidad de la ESA ante el logro conseguido por Emrod.