Por Alisson, PR7GA

Em meados do século passado, Nicola Testa assombrava o mundo com suas invenções. Embora seja associado frequentemente com a invenção do motor e do sistema de distribuição baseado em corrente alternada (AC), dentre outras coisas, Tesla era obcecado em desenvolver um sistema de transmissão de energia sem fio que tornasse a energia elétrica disponível em todo o mundo e de graça. Para isso, ele imaginou antenas que irradiariam energia eletromagnética que seria captada pelos consumidores sem a necessidade de fios.

A história, a física e a prática mostraram que ele estava errado quanto à abrangência de seu sistema. Hoje sabemos que não é fisicamente possível transmitir energia em todas as direções, a grandes distâncias e ao mesmo tempo com eficiência. Porém, hoje já existem aparelhos celulares que podem ser carregados sem o auxílio de cabos. Rodovias dotadas de bobinas transmissoras embutidas no piso podem recarregar as baterias de carros elétricos continuamente. Mas essa tecnologia só funciona a distâncias muito pequenas. Faltava vencer este obstáculo.

Uma equipe de pesquisadores do Laboratório de Pesquisa Naval dos EUA, ligado à Marinha daquele país, demonstrou recentemente a viabilidade da transmissão terrestre de energia sem fios, transferindo 1,6 quilowatts de energia por 1 quilômetro (km) no Campo de Pesquisa do Exército dos EUA em Blossom Point, Maryland, um feito que é o mais significativo em quase 50 anos. Ano passado, a mesma equipe já demonstrara a viabilidade do sistema, conseguindo transmitir 1 kW de energia na mesma distância. O novo feito, alcançado menos de um ano depois, excedeu em 60% a primeira marca.


COMO FUNCIONA


A transmissão de energia por microondas é a transferência eficiente, ponto a ponto, de energia elétrica através do espaço livre. Embora seja um campo de pesquisa promissor em dispositivos ultra pequenos, com consumo na faixa dos microwatts, na presente demonstração a transmissão foi feita por meio de um feixe de microondas na banda X, em 10 GHz. 

A frequência escolhida foi devido à tecnologia disponível, que já é madura e relativamente barata. Frequências mais baixas trariam como impedimento o tamanho das antenas, por exemplo. Por outro lado, frequências mais altas são ineficientes pois sofrem absorção pela atmosfera, especialmente pela chuva. Em 10 GHz, segundo a nota publicada pela Marinha, a perda é inferior a 5 por cento mesmo em caso de chuva forte.

Num dos lados da transmissão bem sucedida, estava uma antena parabólica bem grande, porém bastante familiar para nós, localizada no Instituto de Tecnologia de Massachussetts (MIT) no estado norte-americano de Massachusetts. 



Antena transmissora (Haystack Ultrawideband Satellite Imaging Radar (HUSIR)



Do outro lado, estava uma antena retificadora, chamada “rectena”, utilizada para converter o feixe de microondas em 1 quilowatt de potência em corrente contínua a uma distância de 1 quilômetro. Uma rectena é um tipo especial de antena receptora que incorpora um retificador para converter energia eletromagnética em eletricidade. Ao ser atingida por um campo eletromagnético, ela produz energia elétrica.



Detalhe da "rectena"

Torre contendo a "rectena"

Diagrama esquemático de uma "rectena"


Para mais informações técnicas sobre o funcionamento do sistema de transmissão de energia sem fio, leia este artigo: https://ieeexplore.ieee.org/stamp/stamp.jsp?tp=&arnumber=9318744

É SEGURO?

Um dos responsáveis pela pesquisa, o engenheiro eletricista e Ph.D. Paul Jaffe, que também é radioamador (indicativo KJ4IKI), disse que o sistema anterior exigia um mecanismo que desligasse o feixe de transmissão caso uma pessoa atravessasse seu caminho devido à densidade de potência ser extremamente alta, o que poderia causar sérios problemas de saúde nas pessoas. 

O novo experimento não mais precisou do mecanismo de segurança, já que a densidade de potência é muito menor, estando dentro dos limites estabelecidos para a saúde humana e animal. 

TRANSMISSÃO DE ENERGIA DO ESPAÇO


Jaffe disse que essas demonstrações abrem o caminho para a transmissão de energia não só entre pontos localizados na Terra, mas também no espaço. O Departamento de Defesa dos EUA está interessado na transmissão de energia sem fio, especialmente a partir do espaço, e que um conjunto de rectenas  semelhante à usada no experimento poderia ser usada para receber energia gerada no espaço, garantindo seu fornecimento remoto para tropas.
 
Além do interesse do governo dos EUA, este tipo de transmissão de energia é limpa e contínua, pois painéis solares localizados no espaço poderiam continuamente fornecer energia sem interrupções, inclusive à noite, 24 horas por dia, sete dias por semana, 365 dias por ano.





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