Home » Stiinta » A izbucnit revolutia wireless!

A izbucnit revolutia wireless!

Autor: Safta Alexandru 05.17.2010
Sunt o binecuvantare si se poate spune ca stau la baza evolutiei noastre explozive din ultimul secol, dar cablurile electrice par desuete si primitive. Computerele, televizoarele, telefoanele mobile si, in general, toate dispozitivele electronice devin din ce in ce mai subtiri si mai mici, dar increngatura de “mate” din coltul fiecarei camere ramane un impediment inestetic in calea adevaratei exprimari minimaliste. Apoi, mai exista si inconvenientul realimentarii telefoanelor, a mp3 playerelor si a laptopurilor. Un deranj minor, intr-adevar, dar posesorul poate uita cu usurinta sa incarce bateriile unui dispozitiv si sa plece cu el inoperabil. Nu ar fi oare viata mai simpla daca energia ar fi “injectata”, prin fascicule invizibile, in aparatele noastre, oridecateori am intra intr-o cladire? Comunicarea wireless a devenit omniprezenta, deci ce ne impiedica sa ne scuturam pentru totdeauna de cablurile electrice in ceea ce priveste alimentarea cu energie a dispozitivelor noastre?

Conspiratia impotriva revolutiei

Eficienta redusa a transmiterii si problemele de
siguranta au sabotat incercarile transferului de energie
wireles
, insa cateva initiative – intre care, unele,
semnate de nume mari, precum Sony si Intel – propun o noua abordare
pentru a face lucrurile sa mearga. Ultimii cativa ani au adus in
atentie demonstratii promitatoare cu telefoane mobile, laptopuri si
televizoare alimentate wireless. Ideea transferului de energie fara
fire este aproape la fel de veche ca insasi producerea de
electricitate.

La inceputul secolului XX, Nikola Tesla a propus
folosirea unor bobine uriase pentru a transmite eletricitate prin
troposfera si a alimenta casele oamenilor.
Genialul om de stiinta a inceput chiar
demersurile pentru construirea Turnului Wardenclyffe

din Long Island, New Yok, un enorm turn de telecomunicatii, ce avea
sa testeze si ideea de transfer, fara cabluri, a energiei
electrice. Povestea spune ca finantatorii lui Tesla si-au retras
fondurile atunci cand au inteles ca nu ar exista o modalitate
eficienta prin care sa se asigura ca oamenii vor plati pentru
electricitatea folosita, iar centralele electrice prin cabluri au
fost alese in schimb.

Transmiterea wireless a revenit in atentie in anii ’60 ai
secolului trecut, printr-o demonstratie a unui elicopter miniatural
alimentat prin microunde emise de la sol.
Unii au sugerat
chiar ca, intr-o zi, s-ar putea sa alimentam navele spatiale prin
directionarea catre ele a unor raze laser purtatoare de energie.
Mergand pe aceeasi idee, multe teorii au fost emise si in
explorarea posibilitatii de a transmite energie la sol de catre
satelitii orbitali, ce ar putea stoca energia solara. Tranferul de
energie sol-sol, pe distante mari, ar solicita infrastructuri
costisitoare, iar grijile privitoare la siguranta transmiterii
energiei prin microunde de mare putere au nascut scepticism fata de
aceasta modalitate de alimentare.

Desi nu vom asista prea curand la construirea unei centrale
electrice wireless, ideea electricitatii transmisa prin fascicole
la o scara mai mica incepe sa castige teren. Iar acest lucru se
intampla deoarece, odata cu tehnologiile wireless, precum
Wi-Fi si Bluetooth, si cu circuitele tot mai reduse ca dimensiuni,
cablurile de alimentare raman singurele care pun cu adevarat o
limita ideii de mobilitate si portabilitate.
Evolutia in
aceasta directie pare una inevitabila, din momnetul nasterii
comunicatiilor wireless, este de parere David Graham, cofondator al
companiei PowerBeam din San Jose, California. Cu acest nou imbold,
inginerii si companiile tinere au acceptat provocarea si, desi
energia „proiectata” este inca „in fasa”, trei optiuni viabile par
sa isi faca loc la suprafata.


Transmiterea electricitatii cu ajutorul undelor radio este,
probabil, cea mai evidenta solutie
, de vreme ce se pot
folosi, in principiu, aceiasi transmitatori si receptori utilizati
in comunicatiile Wi-Fi. Compania Powercast, din Pittsburgh,
Pennsylvania, a utilizat recent aceasta tehnologie pentru a
transmite microwatti si miliwatii de putere la cel putin 15 metri
distanta, catre niste senzori industriali. Se crede ca o abordare
similara ar putea fi folosita intr-o zi pentru a realimenta
dispozitive mici, precum telecomenzile, ceasurile cu alarma si
chiar telefoanele mobile.

“Laser, frate”

O a doua posibilitate, pentru dispozitive cu o nevoie mai mare
de energie eletrica, o reprezinta declansarea unei raze
laser infrarosii bine focusate catre o celula fotovoltaica, care sa
transforme raza in energie electrica
. Este abordarea
adoptata de PoweBeam, dar momentan, gradul sau de eficienta este de
numai 15-30%. Chiar daca ar servi unor aplicatii ceva mai
energofage decat alimentarea prin unde radio, in practica ar
insemna, totusi, o mare risipa.

Tehnologia a fost intrebuintata pentru alimentarea unor
corpuri de iluminare, boxe si rame digitale wireless, care necesita
mai putin de 10 watti pentru a functiona
. In timp, pe
masura ce atat laserele cat si celulele fotovoltaice vor fi
imbunatatite, compania crede ca ridicarea eficientei la un procent
de 50% va fi posibila. „Nu vedem de ce nu am putea ajunge sa
alimentam un laptop. 100 de metri nu inseamna atata de mult”, este
de parere Graham. Spre deosebire de alte posibile tehnnici, o raza
bine focusata are o pierdere de energie minima pe distante mari,
pastrandu-si eficienta.

Exista insa si personaje care isi pastreaza scepticismul cu privire
la posibilitatea ca aceasta tehnologie sa fie una practica pentru
dispozitivele portabile, care se deplaseaza constant si intre mai
multe incinte. O raza in infrarosu nu ar fi potrivita pentru
incarcarea unui telefon mobil, se misca prea mult, este de parere
Menno Treffers, director al Consortiului de Energie Wireless din
Olanda.

Solutia razei de energie ar fi dotarea dispozitivului beneficiar cu
un mic receptor fluorescent astfel incat o camera a
transmitatorului sa poate urmari lumina si sa directioneze raza
laser in mod corespunzator. O alta problema ar fi aceea ca
este necesara o raza diferita pentru fiecare dispozitiv ce
trebuie alimentat, ceea ce reprezinta o provocare
inginereasca
, crede Aristeidis Karalis, de la Institutul
de Tehnologie Massachusetts, dezvoltatorul unui sistem alternativ
de transfer energetic wireless.

Arta rezonantelor

A treia posibilitate pentru alimentarea cu energie fara
cabluri este inductia magnetica, cea mai tentanta alternativa
pentru aplicatiile domestice
. Un camp magnetic fluctuant
emanand dintr-o bobina poate induce un curent electric intr-o alta
bobina apropiata. Este si modalitatea prin care multe dispozitive,
precum periutele de dinti electrice si chiar unele telefoane mobile
isi reincarca beteriile golite.

Problema este, insa, aceea ca, desi eficienta transferului
este buna de aproape, ea poate scadea la zero atunci cand distanta
fata de transmitator creste fie si numai la cativa
milimetri.
Se stie de multa vreme ca un asemenea transfer
mecanic de energie este enorm imbunatatit daca doua obiecte
rezoneaza la aceeasi frecventa. Karalis s-a intrebat daca nu cumva
aceeasi idee ar putea imbunatati si eficienta inductiei magnetice
la distante mai mari.

Proiectul echipei sale consta dintr-o bobina inductoare
conectata la un capacitor
. Energia acestui circuit
oscileaza rapid intre un camp electric din capacitor si un camp
magnetic din bobina. Frecventa acestei oscilatii este controlata de
abilitatea capacitorului de a stoca incarcatura si de abilitatea
bobinei de a produce un camp magnetic. Daca frecventa din circuitul
transmitatorului de energie difera de cea a circuitului din
receptor, atunci ele sunt non-rezonante.

Rezultatul este ca energia eliberata de transmitator nu va fi in
faza cu energia existenta deja in receptor, ceea ce ar putea
conduce la anularea reciproca a celor doua, limitand o acumulare
pertinenta de energie inauntrul receptorului. Dar daca
transmitatorul si receptorul sunt rezonante, este de parere echipa,
campurile oscilante ale celor doua bobinaje vor fi permanent
sincronizate, deci interfata va fi constructiva, iar cantitatea de
energie transferta va creste.

Inceputurile sunt mereu timide

Si-au testat teoria in 2007, cu mare succes, transmitand
60 de watti la o distanta de doi metri, cu o eficienta de
40%
. Echipa a fondat, de atunci, o companie denumita
WiTricity, pentru a dezvolta ideea. Anul trecut, firma a folosit
doua bobine cubice, cu diametrul de 30 centimetri, una pentru
receptor si una pentru transmitator, pentru a alimenta un
televizonr de 50 watti, aflat la 0,5 metri distanta de sursa de
putere, cu o impresionanta eficienta de 70%. In unele cazuri,
imbunatatirea eficientei datorita rezonantei poate fi de peste
100.000 de ori mai mare decat in cazul inductiei nerezonante. Spre
deosebire de trasferul de energie prin tehnologie laser, un camp
magnetic nu este concentrat intr-un punct si, de aceea, poate
depasi obstacolele de orice fel dintre transmitator si
receptor.

Companiile producatoare de aparatura electronica puternic
consumatoare se arata dispuse sa investeasca in „trasferul
rezonant”.
Sony, spre exemplu, a facut deja demonstratia
unui televizor wireless, iar Intel investigheaza aceasta tehnologie
pentru a o aplica unei intregi game de dispozitive. Eficienta
transferului de energie fluctueaza independent de cantitatea de
curent necesara, asa incat aceeasi eficienta poata fi obtinuta
pentru laptopuri, aparate electronice mari consumatoare precum
tv-urile si aparate portabile mai mici, precum celularele. Cu alte
cuvinte, aceeasi proportie din energia totala se va pierde atat in
cazul unui televizor cu plasma energofag, cat si in cel al unui mic
PDA. Cu demonstratii atat de promitatoare, pare posibil ca energia
wireless sa intre, candva, in casele noastre.

Este foarte probabil ca tehnologia sa se loveasca de unele obiectii
in drumul sau. De exemplu, este de inteles mica ingrijorare in
legatura cu emisia de raze de energie de putere relativ ridicata
prin atmosfera. Sa ne gandim la transmisiunile laser. Mari
energii concentrate intr-o raza laser ingusta ar putea cauza
tulburari serioase unei persoane
. Acesta nu ar trebui sa
reprezinte un pericol cu produsele PoweBeam: daca mica camera a
trasmitatorului nu reuseste sa repereze semnalul becului luminos al
receptorului, intrerupe laserul in cateva milisecunde. De asemenea,
receptorul va trimite un mesaj radio catre transmitator daca va
sesiza o intrerupere inexplicabila a transferului de putere.

Sau mai bine nu?

Expunerea la undele radio si la campurile magnetice
fluctuante presupune, de asemenea, posibile pericole
. Daca
ele transmit caldura in celulele noastre, ne pot deprecia
tesuturile in perioade lungi de timp. Toate tehnologiile
prezinta un eventual risc in interactiunea termica cu trupul
uman
, in acelasi mod in care o face si radiatia
telefoanelor mobile. Dar, dat fiind faptul ca expunerea s-ar afla
sub nivelurile stabilite de Comisia Internationala de Protectie
pentru Radiatia Non-Ionizanta (ICNIRP), pe care WiTricity le
respecta strict, nu ar trebui sa fie probleme.

Ramane, totusi, teama privitoare la capacitatea campurilor
electromagnetice de a afecta tesutul prin alte mecanisme,
non-termice, o ingrijorare percutanta a multor biofizicieni in
legatura cu semnalele celularelor
. In lipsa oricaror
studii de testare a expunerii pe termen lung la aceste dispozitive,
acesti cercetatori trebuie, momentan, sa se bazeze pe studii de
laborator, care nu au reusit sa gaseasca efecte biologice clare.
Problema este inca deschisa spre dezbatere. Daca metodele de
transmisiune wireless a energiei se incadreaza toate in criteriile
ICNIRM, atunci expunerea nu ar trebui sa prezinte riscuri mai mari
decat cele ale telefoniei mobile.

Probabil, mai stresante raman ingrijorarile cu privire la
mediu
. Cum incalzirea globala este o problema in continua
crestere, multi cauta modalitati de imbunatatire e eficientei si de
economisire a energiei – si prin urmare centrale energetice cu
emisii reduse de gaze cu efect de sera. Pentru unii, transmisiunea
fara cabluri a energiei electrice va parea o manevra risipitoare si
retrograda. Faptul ca aceste aplicatii au o eficienta de numai 10
pana la 60% inseamna ca 90 pana la 40% din electricitatea pentru
care un proprietar plateste ar fi irosita. Gandindu-ne la
alimentarea dispozitivelor mici, portabile, individuale, pierderile
de energie pot parea insesizabile, dar folosirea alimentarii
wireless pentru un camin intreg ar implica neajunsuri mult mai mari
in acest sens. Iar intrebarea este daca suntem dispusi sa renuntam
la eficienta cablurilor de dragul esteticii minimaliste.

*

CITESTE SI:

DESCOPERA LUMEA IN CARE
TRAIESTI!

Cele mai noi articole
Un oraș din Japonia a interzis folosirea telefoanelor în timpul mersului
Un oraș din Japonia a interzis folosirea telefoanelor în timpul mersului
De câți oameni va avea nevoie o colonie pe Marte?
De câți oameni va avea nevoie o colonie pe Marte?
Un studiu arată că românii sunt optimiști. Când cred că vor scăpa de pandemia de coronavirus
Un studiu arată că românii sunt optimiști. Când cred că vor scăpa de pandemia de coronavirus
Când se vor afişa rezultatele complete de la Evaluarea Naţională (Capacitate) 2020. Edu.ro anunţă notele pe judeţe
Când se vor afişa rezultatele complete de la Evaluarea Naţională (Capacitate) 2020. Edu.ro anunţă notele pe judeţe
O cercetătoare a suferit de o maladie cerebrală la șapte ani după un accident cu mostre de ”boala vacii nebune”
O cercetătoare a suferit de o maladie cerebrală la șapte ani după un accident cu mostre de ”boala vacii nebune”
Energia nucleară ar putea fi viitorul explorării spațiale
Energia nucleară ar putea fi viitorul explorării spațiale
Un studiu a descoperit variantele genetice legate de apariția schizofreniei
Un studiu a descoperit variantele genetice legate de apariția schizofreniei
Un nou studiu arată că, de fapt, canabisul este eficient în tratarea depresiei şi îmbunătăţirea sănătăţii mintale
Un nou studiu arată că, de fapt, canabisul este eficient în tratarea depresiei şi îmbunătăţirea sănătăţii mintale
Imagini spectaculoase pe litoralul românesc. Norul Shelf a acoperit cerul în staţiunea Mamaia în timpul unei furtuni
Imagini spectaculoase pe litoralul românesc. Norul Shelf a acoperit cerul în staţiunea Mamaia în timpul unei furtuni
Arheologii au descoperit un zid de apărare din secolul al X-lea în Polonia
Arheologii au descoperit un zid de apărare din secolul al X-lea în Polonia
Astronomii au găsit o planetă a cărei existență a fost doar teoretizată
Astronomii au găsit o planetă a cărei existență a fost doar teoretizată
Culorile insectelor vechi de milioane de ani conservate în chihlimbar 
Culorile insectelor vechi de milioane de ani conservate în chihlimbar 
Un cimitir al copiilor din secolul al XVII-lea, descoperit în Polonia
Un cimitir al copiilor din secolul al XVII-lea, descoperit în Polonia
Creierul nostru ar folosi strategii similare unui motor de căutare pentru a-și aminti cuvinte și întâmplări trecute
Creierul nostru ar folosi strategii similare unui motor de căutare pentru a-și aminti cuvinte și întâmplări trecute
Un nivel scăzut de cortizol poate declanșa un răspuns inflamator cronic
Un nivel scăzut de cortizol poate declanșa un răspuns inflamator cronic
Studiu îngrijorător al cercetătorilor din Spania. Câți dintre spanioli au dezvoltat anticorpi pentru noul coronavirus
Studiu îngrijorător al cercetătorilor din Spania. Câți dintre spanioli au dezvoltat anticorpi pentru noul coronavirus
Petele solare au redus luminozitatea stelei Betelgeuse 
Petele solare au redus luminozitatea stelei Betelgeuse 
Pui de urs slăbit și probabil abandonat de ursoaică, găsit la Băile Tușnad. Ce s-a întâmplat
Pui de urs slăbit și probabil abandonat de ursoaică, găsit la Băile Tușnad. Ce s-a întâmplat