A sala mágica onde o smartphone se carrega

Quantas vezes nos encontramos com o smartphone descarregado bem no palco mais bonito? Terá acontecido com qualquer pessoa que vagueia por um restaurante com a revista na mão, procurando desesperadamente por um lugar. E se um dia, porém, não houver mais necessidade de tudo isso? Na verdade, pesquisadores da Universidade de Michigan já pensaram nisso e, em colaboração com a Universidade de Tóquio , criaram algo verdadeiramente sensacional. Para sua pesquisa, publicada na Nature Electronics, os cientistas construíram uma sala para carregamento sem fio de dispositivos eletrônicos.

Carregamento sem fio com base na indução eletromagnética

O carregamento sem fio certamente não é uma prática nova. Na verdade, ultimamente existem cada vez mais smartphones equipados com esta função. Os dispositivos que conhecemos, no entanto, são baseados em carregamento por indução. Este sistema cria um campo magnético dentro de uma bobina presente no dispositivo. Isso, por sua vez, gera um movimento de elétrons que dá origem à corrente. No caso do carregamento por indução sem fio, no entanto, o campo magnético é necessariamente criado graças ao contato entre a placa de carregamento e o dispositivo. Os pesquisadores da Universidade de Tóquio, por outro lado, é um sistema de carregamento sem fio que não requer contato direto entre o dispositivo e a fonte de alimentação . Em outras palavras, eles criaram uma sala que permite o carregamento sem fio de todos os dispositivos eletrônicos dentro dela.

A sala para carregamento sem fio de dispositivos eletrônicos

Ao contrário de outros sistemas sem fio baseados em microondas, ou na técnica Beamforming , esta sala “mágica” usa um sistema inovador para gerar um campo magnético. A sala, de 9 metros quadrados de área e 2 metros de altura , é feita inteiramente de metal: as paredes, o teto e o chão são enormes superfícies condutoras. Uma bobina eletromagnética (lembra do solenóide dos exercícios de física?) É alimentada por um gerador de corrente alternada com frequência de 1,34 MHz. Dessa forma, a bobina gera um campo magnético que se propaga pela sala e nas paredes . Isso faz com que uma corrente elétrica circule por todas as superfícies da sala, que por sua vez é responsável por gerar outro campo magnético.

Um campo magnético induzido para gerar eletricidade

É esse novo campo magnético (denominado "induzido") que torna o ambiente adequado para carregamento sem fio. Para melhorar ainda mais o desempenho condutivo da sala, pensamos nos capacitores posicionados dentro de algumas cavidades das paredes. Dessa forma, ao contrário de outros sistemas de energia sem fio semelhantes, o volume do espaço percorrido pelo campo magnético aumenta, junto com a energia transmitida. Além disso, os dispositivos podem estar localizados em qualquer canto da sala e sofrer carregamento sem fio sem problemas. Tudo isso não é trivial.

Dois campos magnéticos 3D para alcançar todos os cantos da sala e permitir que os dispositivos sejam carregados sem fio

Os campos magnéticos, de fato, tendem a se organizar em linhas circulares e isso cria regiões descobertas (como, por exemplo, ângulos). Para resolver este problema, dois campos magnéticos separados são gerados nesta sala: o primeiro que começa no centro e o segundo que se propaga entre as paredes adjacentes. Isso elimina todos os pontos mortos e um dispositivo pode potencialmente estar em qualquer lugar. Para receber eletricidade, os dispositivos na sala precisam de outra bobina (receptora) para interceptar o campo magnético e permitir o carregamento sem fio . Desta forma, ao explorar algumas propriedades eletromagnéticas simples, é possível fornecer energia a qualquer dispositivo eletrônico, sem a necessidade de conexões de cabos.

Tudo bem, mas funciona?

Durante os testes, os pesquisadores conseguiram transferir pelo menos 50 Watts de potência com uma eficiência de 98% . Eles também estão convencidos de que essa tecnologia pode ser implementada sem problemas durante a construção de novos edifícios, mesmo que a estrada ainda seja longa. Pesquisadores da Universidade de Michigan estão trabalhando na construção de um prédio no campus, que usarão para continuar seus experimentos.

O futuro do carregamento sem fio por indução eletromagnética fala 3D

Este sistema representa o futuro do carregamento sem fio, superando todas as limitações das técnicas de carregamento por cabo e por indução . Os primeiros, ditos “unidimensionais”, referem-se aos que usamos no dia a dia e exigem uma ligação direta entre o dispositivo e o carregador. As técnicas de carregamento por indução, também chamadas de "bidimensionais", são sem fio, mas ainda requerem contato direto entre a superfície de carregamento e o dispositivo. Graças ao carregamento sem fio baseado na propagação de um campo magnético por todo o ambiente, no entanto, os dispositivos podem ser recarregados em qualquer lugar da sala.

Prejudicial? Não, útil para melhorar a saúde

Usando manequins anatômicos, os cientistas também observaram que os limites impostos pelas diretrizes da Comissão Federal de Comunicações dos Estados Unidos não são ultrapassados. Isso significa que o campo magnético gerado dentro da sala não é prejudicial ao ser humano . Na verdade, essa tecnologia pode até ser útil para fornecer energia a marca-passos ou qualquer outro implante artificial usado por pacientes com patologias . Ainda assim, outras aplicações podem envolver depósitos onde robôs móveis se alimentam enquanto realizam suas funções. Em suma, o sonho de Nikola Tesla de querer criar uma onda eletromagnética que viaje ao redor do mundo na ionosfera, em breve poderá se tornar realidade.

O artigo A sala mágica onde o smartphone se carrega vem da Tech CuE | Engenharia de Close-up .