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Aplicaciones de la Bobina de Tesla
Aunque en sus épocas Tesla fue considerado como un loco aficionado al querer transmitir electricidad inalámbrica por todo el mundo utilizando a la Tierra como medio, hoy en día el principio aplicado en la elaboración de la Bobina de Tesla es la base para el funcionamiento de muchos dispositivos como las máquinas de detección de terremoto, los controles remoto y el uso de energía renovable o energía verde. Todo gracias a la f értil mente de un gen io que electrificó al m undo del siglo XX. La transmisión inalámbrica de energía es una técnica que permite la distribución de energía eléctrica sin utilizar soporte material. Nikola material. Nikola Tesla lo desarrolló en el año 1891 y es conocido como efecto Tesla (nombrado así en honor a él), consiste en variaciones en el flujo el flujo magnético, magnético, tiene la capacidad de transmitir a distancia electricidad sin necesitar ningún medio, ya sea sólido o algún tipo de conductor. Entre las aplicaciones se encuentra la posibilidad de alimentar lugares de difícil acceso. Las ondas se transmiten a través del espacio, necesitando un conector y un receptor. Sin embargo su principal limitación es la radiación omnidireccional con el cual, en un sistema así, la energía se pierde en los alrededores casi en su totalidad, deficiencia sobre el cual se ha venido trabajando en los últimos 10 años. Aunque parezca algo del futuro, del futuro, ya hay empresas desarrollando y produciendo los primeros aparatos para cargar de forma inalámbrica dispositivos portátiles como teléfonos celulares, reproductores MP3 y cámaras digitales, entre otros. No hará falta enchufar un cable a nuestros dispositivos portátiles para que sus baterías internas se recarguen. Con sólo acercarlos (entre 3 y 5 metros ya es suficiente) o posarlos sobre una base, que en realidad no tiene contacto con ningún conector eléctrico, alcanza para que las baterías comiencen a recargarse. Este sistema opera por ondas electromagnéticas de alta frecuencia que oscila a determinado valor, que excita al dispositivo preparado para recibir esa señal, lo que produce un campo electromagnético que es convertido en corriente eléctrica. Un par de siglos más tarde de que el científico serbio Nikola Tesla haya experimentado con estos temas, verá pronto y por primera vez la luz, en forma comercial. Un equipo de físicos f ísicos del MIT (Instituto Tecnológico de Massachusetts) ha desarrollado un sistema inalámbrico que puede transferir energía eléctrica a múltiples dispositivos electrónicos de forma simultánea. El sistema, altamente eficiente,
se basa en un acop lamiento mediante resonancia
electromagnética, y podría implementarse empotrando una bobina en las paredes o el techo de cada habitación. Lograron demostrar que resulta más eficiente alimentar simultáneamente a varios dispositivos que a uno solo, siempre y cuando el sistema esté correctamente sintonizado. Los físicos André Kurs, Robert Moffatt, y Marin Soljacic, del MIT, MIT, acaban de publicar un estudio en Applied Physics Letters explicando un nuevo enfoque al problema de la transferencia inalámbrica de energía que podría sentar las bases para desarrollar un sistema comercialmente viable. El nuevo sistema inalámbrico podría llenar la brecha que existe entre los sistemas inductivos de corto alcance y los largo alcance basados en radiación, que son muy sensibles a las obstrucciones, requieren
de complejos sistemas en el emisor receptor, y plantean preocupantes riesgos de seguridad. A primera vista, el sistema del MIT se asemeja al de inducción magnética tradicional, similar al que se usa en los transformadores eléctricos que utilizan bobinas para acoplar energía en distancias muy cortas. Una corriente eléctrica que recorre una bobina genera un campo magnético que induce otra corriente en la segunda bobina. Ambas están muy cerca, aunque no se tocan. Sin embargo, este comportamiento cambia dramáticamente cuando la distancia entre las bobinas se incrementa, y como dicen los expertos del MIT, aquí es donde actúa la magia del acoplamiento resonante: es aproximadamente un millón de veces más eficiente que la inducción no resonante. André Kurs explica que el principal objetivo de su trabajo fue demostrar que la transferencia de energía entre una fuente, que puede estar incrustada en una pared, y los receptores, que podrían estar incorporados en dispositivos reales, es posible a las distancias típicas que existen dentro de una habitación, y con la suficiente eficiencia como para poder ser utilizada en aplicaciones reales. Esta bobina de cobre funciona con una frecuencia óptima de 6,5 MHz con un tamaño de espiras suficiente para cubrir un área de aproximadamente un metro cuadrado y lo suficientemente delgada como para ser incrustada en las paredes o el techo de una habitación. Esta bobina sirve como fuente de resonancia para otras dos más pequeñas que se encuentran en el dispositivo a alimentar, a las que se transmite la energía de forma inalámbrica. Al igual que con otros métodos similares, la eficacia del sistema disminuye con la distancia. . Los experimentos revelaron que el sistema puede proporcionar más de 25 vatios de potencia a cada uno de los dispositivos electrónicos que se encuentren a unos dos metros de la bobina emisora. Figura 1.1 – Esquema de funcionamiento de la energía inalámbrica en una habitación
Este sistema podrá ser utilizado en poco tiempo en los hogares, la tecnología utilizada en las bobinas y demás partes del equipo existe desde hace tiempo, sin embargo los físicos involucrados en esta mejora siguen trabajando en integrar los receptores de una manera transparente en los dispositivos así como en mejor aún más el rendimiento. Una aplicación mucho menos conocida de las bobinas Tesla es su uso como reproductor sonoro de música y señales de audio, sin necesidad de emplear altavoces. Esta capacidad de reproducción sonora funciona bien para sonidos agudos, no funcionando para reproducir sonidos medios ni bajos, por lo que la bobina Tesla se puede emplear a modo de reproductor de audio equivalente a un altavoz de agudos o "tweeter". La ventaja de estos sistemas de reproducción de ondas sonoras es que el sonido generado en las descargas se irradia en todas direcciones, produciendo en el oyente un particular efecto envolvente. Y al no depender el sonido reproducido de la inercia de partes en movimiento (como ocurre en los altavoces ordinarios), este tweeter de plasma tiene una respuesta rapidísima, lo que le proporciona una gran eficiencia en la reproducción de sonidos de tono alto o agudos. Sin embargo, en tonos de frecuencias más bajas, el límite del tweeter de plasma en cuanto a la frecuencia de trabajo más baja como la presión sonora que produce depende mucho del tamaño de las descargas, que en el caso de las pequeñas bobinas Tesla (y de los arcos eléctricos) no puede ser demasiado amplio. Por ello este curioso transductor acústico no puede ser empleado para reproducir sonidos medios, y mucho menos, sonidos bajos. Sin embargo, como reproductor de agudos, puede reproducir frecuencias por encima de los 20 kHz.