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Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Facultad de Ingeniería

Lic. en Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Curso: DHTIC

Instructor: Juan Carlos Carmona Rendón

Alumno: Juan Salazar Valencia

Ensayo: Energía Inalámbrica

Matricula: 201561806

Horario: 7:00 a 8:00 a.m.

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Índice Pág.

Introducción……………………………………………………. 03

1.-Orígenes y Características Principales………………… 03

2.-Funcionamiento…………………………………………….. 05

2.1.-Funcionamiento en el Hogar…………………………… 06

2.2.- Funcionamiento en la Industria……………………….. 06

3.-Impacto en la Electrónica…………………………………. 08

4.- Ventajas y Desventajas……………………………………. 08

4.1.- En el Hogar (Sociedad)…………………………………. 08

4.2.- En la Industria……………………………………………. 09

4.3.- En la Electrónica………………………………………… 10

Conclusión………………………………………………………. 11

Bibliografía………………………………………………………. 12

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Energía Inalámbrica

Introducción

Este ensayo tiene como fin dar a conocer a la población estudiantil sobre esta

innovación en el ámbito de la electricidad que es la energía inalámbrica, la cual

resulta interesante de conocer ya que sería una forma alternativa de proporcionar

energía eléctrica a aparatos que funcionen con electricidad sin necesidad de

cables de alimentación. Además de estudiar las ventajas y desventajas de esta

innovación en las distintas áreas en que la electricidad este presente. Actualmente

se le conoce como Witricidad, que básicamente es la unión de lo inalámbrico y la

electricidad.

1.- Orígenes y Características Principales

La energía inalámbrica tiene como idea principal la transferencia de energía

eléctrica sin la necesidad de medios de transmisión como los cables. Esta idea

surgió desde tiempo y la idea fue propuesta por el Ingeniero Nikola Tesla a

principios del siglo XX y la idea de desarrollo era construir grandes bobinas para

trasmitir electricidad a través de la ionosfera, usando una campo electromagnético

a cierta frecuencia que la energía viaja y construyendo una enorme torre de

telecomunicaciones llamada Wardenclyffe Tower en Long Island, Nueva York y

esta era la manera de poner a prueba su idea de transmisión de energía

inalámbrica. Pero la innovación propuesta por Nikola Tesla era realmente buena

pero a pesar de eso la idea tenía que pulirse aún más para poderla implementar

en la sociedad, ya que un detalle importante de ese proyecto era como realmente

se cobraría el uso de la energía inalámbrica que se utilizara por las personas. Ante

este obstáculo el modelo de red eléctrica por cable tomo delantera y fue la que se

implementó en la sociedad. (Pérez Arango, 2010)

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Experimentos de Nikola Tesla Torre conocida “transmisor

planetario”

A todo esto como ejemplo claro de la energía inalámbrica tenemos que en la foto

se puede ver al equipo de investigadores entre las dos bobinas, la de la izquierda

conectada a la corriente, la de la derecha simplemente a una bombilla, y ésta se

ilumina. 60W inalámbricos.

La transmisión se realiza mediante el acoplamiento magnético de las dos bobinas.

La primera crea un campo magnético no radiante, por lo que no se producen

ondas electromagnéticas. No hay dispersión de la energía, sólo se consume lo

que absorbe cualquier bobina con la misma frecuencia de resonancia que la

original, del orden de megahercios, que haya en el alcance, unos 2 metros.

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2.- Funcionamiento

Como se observa en la imagen ese es el principio básico de la emisión y recepción de la energía inalámbrica. Consta de grandes bobinas para las cuales se trasmite la energía usando un campo electromagnético a cierta frecuencia. Ahora es importante mencionar conceptos importantes para su funcionalidad como:

La Resonancia: Es la manera en que un sistema tiende a oscilar en una mayor amplitud en ciertas frecuencias que otras. Y a estos se les conoce como sistemas resonantes.

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Acoplamiento magnético resonante: Esto ocurre cuando dos objetos son capaces de intercambiar energía a través de sus campos magnéticos oscilantes.

Ahora bien ya teniendo los conceptos importantes además de sus principales partes que intervienen en el proceso podemos dar una explicación un poco más detallada de su funcionamiento: “Usando las 2 bobinas que fingen como objetos receptores con antenas de bucle magnético, estando las 2 bobinas con la misma resonancia y estrictamente acoplados para poder intercambiar energía. Además de una antena trasmisora de la energía, y para que estos elementos estén en sintonía es necesario que el sistema receptores y transmisores este sintonizados a la misma frecuencia. Es importante mencionar que la sintonía a bajas frecuencias permite o tiene como ventaja que no daña a objetos externos además de que permite la fácil sintonía o colocación de ella entre las partes del sistema transmisor de la energía.

2.1.-Funcionamiento en el Hogar

Aunque existen varios métodos de trasmisión de energía inalámbrica la más factible tanto en el hogar como en otras circunstancias donde se pueda implementar esta innovación es la que se explicó anteriormente en el apartado de funcionalidad. Ahora implementado en el hogar esta idea sería posible mejorar la eficiencia de la inducción magnética a grandes distancias para tener una funcionalidad real en el hogar. Esto es posible gracias al desarrollo del sistema inalámbrico que puede transferir energía eléctrica a múltiples dispositivos electrónicos de forma simultanea llamado “Witricity”. El sistema, altamente eficiente, se basa en un acoplamiento mediante resonancia electromagnética, y podría implementarse empotrando una bobina en las paredes o el techo de cada habitación. Con este sistema resulta más eficiente alimentar simultáneamente a varios dispositivos que a uno solo, siempre y cuando el sistema esté correctamente sintonizado. De esta forma funcionaria en el hogar a grandes rasgos.

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2.2.- Funcionamiento en la Industria

En la industria se decide implementar buscando como ventaja que los equipos automatizados usados sean realmente independientes y en cierta medida actuaran de manera más práctica y versátil. La implementación en la industria es la misma idea adoptando el sistema “Witricity” por su factibilidad, la cual puede alimentar varios dispositivos a la vez. Las principales partes son:

Convertidor de frecuencia que pasa a una bobina resonante.

Tomacorriente de pared

Una bobina resonante receptora

EL funcionamiento es el mismo lo único que varía son las altas frecuencias a la

que se emite para evitar interferencias con otros medios y poder pasar obstáculos

como paredes. Y como en la industria existen mayores riesgos se ha optado por

usar objetos de resonancia “no radiactivos” o también llamados “resonancias de

larga vida”. Cuando se aplica energía a estos objetos, ésta permanece ligada a

ellos y no se escapa al espacio, así la energía pasa desde el emisor al receptor

como a través de un túnel.

Según Emerson Electric (2014) las redes de planta inalámbricas tienen requisitos

que son únicos y diferentes de las redes de campo inalámbricas. Las redes de

planta implementan aplicaciones como vídeo, voz y seguimiento de personas o

activos. Los requisitos incluyen:

Ancho de banda – Alto; varias aplicaciones deben compartir el servicio

Seguridad/confiabilidad – La seguridad industrial y la coexistencia robusta son

esenciales

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Administración de energía – Los dispositivos pueden ser alimentados por línea o

recargados diariamente

Normas – Dirigidos por la comunidad IT (802.11, WIMAX...)

3.-Impacto en la Electrónica

La electrónica seria el área de mayor impacto sobre la cual la energía inalámbrica

causaría revolución ya que con el sistema adoptado “Witricity” la cual resulta

bastante factible, la mayoría de los dispositivos electrónicos serian obsoletos si se

adoptara por completo esta innovación. Por eso la electrónica en general toma

cartas en el asunto buscando adaptar o modificar la elaboración y estructura de

los aparatos, de entrada se dotarían a los aparatos de antenas de bucle magnético

capaces de recibir la energía que se emiten de forma electromagnética a ciertas

frecuencias. Y además tener en cuenta que la demás estructura del aparato no

sea dañado por la captación de esas señales. Sony, por ejemplo, ha demostrado

una televisión inalámbrica, e Intel está investigando la tecnología para una amplia

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gama de dispositivos. Con tales manifestaciones prometedoras es muy probable

que la energía inalámbrica entre a los hogares de una manera masiva.

4.- Ventajas y Desventajas

4.1.- En el Hogar (Sociedad)

La energía inalámbrica es un impacto que revoluciona en cualquier aspecto de nuestras vidas, podemos mencionar algunas ventajas y desventajas de ella en nuestras vidas:

Ventajas:

*No se tienen efectos dañinos en la salud

*Mayor comodidad en las instalaciones, ya que no se requerirá más de los estorbosos cables.

*Ser más prácticos en el aspecto que ya no se requerirá de más cargadores para la mayoría de los aparatos.

*Ser más independientes y dejar atrás los obstáculos por cuestiones de cableados, y llevar a donde queramos nuestros aparatos sin necesidad de cargas previas o pilas.

*Tener casi al 100 por ciento los aparatos como portátiles.

Desventajas:

Por mencionar las más sobresalientes serian:

*Con el sistema adoptado de “Witricity” la mayoría de las emisiones son distancias cortas.

*La emisión de energía es poca

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4.2.- En la Industria

Pues en la industria varía un poco las ventajas y desventajas pero en la mayor parte son las mismas:

Ventajas:

*La más clara ventaja seria la movilidad de los aparatos automatizados haciéndolos independientes y versátiles.

*La fácil expansión de las industrias sin la necesidad de reestructurar todo, ya que los aparatos automatizados no serían un obstáculo. Gracias a que no dependen de instalaciones.

Desventajas:

*Posible generación térmica en el ambiente

*A pequeñas fallas de resonancia se cae el sistema

*Puede ser afectado por materiales ferromagnéticos

*La mayor desventaja que se tiene es la propia del sistema adoptado ya que tiene carencias como la emisión de poca energía y es claro que en la industria se necesita grandes cantidades para operar las máquinas automatizadas. Como ejemplo tenemos: Powercast, una empresa con sede en Pittsburgh, Pennsylvania, recientemente ha utilizado ésta tecnología para transmitir micro vatios y mili vatios de potencia a por lo menos 15 metros de sensores industriales.

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4.3.- En la Electrónica

En la electrónica se puede ver más ventajas que desventajas, una vez modificados la estructura de los aparatos adaptándolos. Pero es claro ver que las desventajas vienen primero por la revolución de la forma de elaborar los aparatos.

Ventajas:

*Un mayor crecimiento de demanda por la renovación

*Aumento proporcional en lo económico

*Mayor Trabajo

*Innovación en ciertos aparatos

Desventajas:

*Esta es la peor parte ya que se necesita adaptar gran número de máquinas u aparatos.

*Los costos que producirán hacer los cambios

*El material necesario y adecuado

*El nuevo rediseño

*Las posibles fallas al experimentar por primera vez

*Los posibles reembolsos de aparatos defectuosos

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Conclusión

Pues la energía inalámbrica resulta ser muy practica con el solo hecho de no utilizar cables que resulten estorbosos, pero se debe ser consiente que actualmente solo sería una forma alternativa de proporcionar electricidad a los aparatos o maquinas que funcionen con electricidad, ya que hoy en día todos las máquinas y aparatos que usen electricidad son alimentados por medio de cables, y hacer una adaptación o en un su caso modificación a las máquinas y aparatos para hacer uso de esta innovación resultaría poco factible, y se correrían riesgos que se desconocen al implementarlo.

Bibliografía

http://repositorio.utp.edu.co/dspace/handle/11059/1983

http://es.slideshare.net/alinaguerrero/transferencia-inalmbrica-de-energa?next_slideshow=1

ftp://54685ff3.cm-12-1b.dynamic.ziggo.nl/elektuur/WirelessToolbox/Elektor/ES/ES2008010361.pdf

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http://www.transformadores.com.co/pdf/ABB/02-2006/66-69%25202M636_SPA72dpi.pdf

Timo Halonen , Javier Romero y Juan Melero. GSM,GPRS

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3G/UMTS. 2a. ed. Mexico, John wiley,2002,p.585.

Zeng Yong y Zhang Rui.Optimized training design for

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