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24 de Mayo de 2021
Espintrónica

Sacar energía del wifi

Los enrutadores WLAN proporcionan a su entorno Internet inalámbrica. Y cuando no tienen nada que hacer, se pueden aprovechar y reciclar sus ondas electromagnéticas, al menos en parte.

Un grupo de científicos ha utilizado la frecuencia de los enrutadores wifi para encender un led mediante una tecnología emergente, la de los osciladores de par de espín [Weihao.chiu].

Los enrutadores de Internet disponibles comercialmente emiten ondas de 2,4 gigahercios, por lo normal para la comunicación inalámbrica entre aparatos, pero es posible darles un segundo uso como fuentes de energía. Lo ha demostrado un equipo de investigadores de Singapur y Japón en un estudio de viabilidad: su prototipo captaba la energía de esa banda de frecuencia y alimentaba con ella un led, sin que el led contase con una fuente adicional de energía, una batería por ejemplo, tal y como cuentan esos investigadores en Nature Communications. La energía permanentemente irradiada pero durante grandes lapsos de tiempo desaprovechada del wifi se podría así utilizar, al menos en parte.

La conversión de las ondas decimétricas de la banda de frecuencias de la WLAN en electricidad se basa en los llamados osciladores de par de espín (STO, su acrónimo en inglés). Se trata, en esencia, de unos nanoimanes que oscilan con las ondas electromagnéticas; se los instala por lo normal en aparatos para las comunicaciones inalámbricas. Esos diminutos osciladores emiten su propia, débil, radiación de microondas; en la práctica, hay que sincronizar muchos STO, de modo que la potencia que entre todos emiten sea suficientemente grande y el ancho de las líneas de la frecuencia emitida no se esparza demasiado, lo que presenta distintas dificultades.

Raghav Sharma, de la Universidad de Singapur, y sus colaboradores dispusieron ocho STO en una fila, pero esta cadena transformaba las ondas de 2,4 gigahercios, la frecuencia de los enrutadores wifi, en una señal de voltaje con la que cargaban un condensador durante cinco segundos, tras lo cual lo usaban para alimentar un led de 1,6 voltios durante un minuto, sin que se emitiesen ya ondas wifi.

El significado práctico de este dispositivo no solo estriba en la posibilidad de reciclar la energía emitida pero no utilizada por las ondas de la WLAN. Su investigación muestra la importancia que tiene la topología de los STO (su ordenación espacial) en los chips, por ejemplo. En comparación con las cadenas productoras de corriente de ocho STO en fila, dos veces cuatro STO sincronizados dispuestos en paralelo son más adecuados para la comunicación inalámbrica, por las bandas de onda estables y con menos ruido que generan. En sus proyectos venideros, el equipo quiere determinar cómo cambian las propiedades de sus miniaparatos cuando se combinan más STO. Es concebible que se pueda alimentar con las ondas de la WLAN otro tipo de aparatos y sensores electrónicos. 

Jan Osterkamp

Referencia: «Electrically connected spin-torque oscillators array for 2.4 GHz WiFi band transmission and energy harvesting», de  Raghav Sharma et al., en Nature Communications 12, número de artículo: 2924 (2021).

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