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TECNOLOGIA

Sinal de wi-fi para carregar o celular

Pesquisadores da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, criam dispositivo que captura ondas da internet sem fio e as transforma em eletricidade. O protótipo existente até agora já é capaz de abastecer pequenos aparelhos, como smartphones

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postado em 15/11/2013 16:00

Roberta Machado

Você pode não saber, mas existe uma fonte de energia não utilizada na sua casa ou no seu escritório. Há eletricidade em potencial sendo transmitida pelas antenas, pelos roteadores wi-fi e até mesmo pelos aparelhos de som. Enquanto viajam pelo ar entre um equipamento e outro, as ondas eletromagnéticas emitidas por dispositivos sem fio deixam parte do seu potencial energético para trás, causando uma perda no processo de comunicação. Mas pesquisadores da Universidade de Duke, nos Estados Unidos, encontraram uma forma de aproveitar essa força perdida.

O segredo está em um metamaterial (combinação artificial de matérias-primas) com propriedades elétricas especiais. Os engenheiros construíram pequenas células de fibra de vidro e cobre que podem ser combinadas para formar painéis coletores de energia. Assim como as células solares, o novo equipamento, descrito na publicação especializada Applied Physics Letters, coleta as ondas eletromagnéticas e as converte em corrente elétrica. O metamaterial foi especialmente projetado para acoplar o sinal sem fio e convertê-lo em micro-ondas transmitidas por fios.

A eficiência do método inovador também é comparável à das células fotovoltaicas: em testes de laboratório, o protótipo mostrou aproveitamento de 37%. A energia coletada por uma única placa de menos de 0,5cm foi capaz de produzir energia suficiente para manter uma lâmpada de LED acesa, mas a combinação de mais módulos pode ser suficiente para carregar pequenos aparelhos, como telefones celulares.

No início do projeto, o rendimento era de apenas 6%, mas os pesquisadores conseguiram multiplicar a eficiência em cinco vezes. “Foi um longo processo, que envolveu mudar a estrutura do metamaterial, assim como os circuitos internos. O design que achávamos ser o melhor possível acabou mudando muitas vezes”, conta o pesquisador de graduação da Universidade de Duke Allen Hawkes, principal autor do trabalho.

Essa é a primeira vez que metamateriais são usados para a coleta de radiofrequência. O dispositivo poderia ser sintonizado para captar sinais de vários tipos, como ondas emitidas por satélites, redes de internet wi-fi, vibrações e até do som. O aparelho multiúso segue uma tendência recente da engenharia, chamada energy harvesting (coleta de energia), que produz pequenas quantidades de eletricidade de várias fontes para aumentar a eficiência de aparelhos e até mesmo edifícios.

O conceito já é aplicado em cômodos que aproveitam a energia do contato dos pés das pessoas com o piso, em ruas que são iluminadas pela força colhida dos carros que passam e em aviões que têm como fonte de eletricidade o vento que corta as asas durante o voo. A tecnologia é especialmente aproveitada em lugares de difícil acesso, onde sensores e outros equipamentos de monitoramento precisam funcionar desconectados da rede elétrica.

Colheita
Para o especialista Mario Leite Pereira Filho, a pesquisa de metamateriais encontraria uso imediato no campo militar. “Esse caso em particular explora campos altos, comuns em ambiente militar. Algo como radares ou essas aeronaves que emitem campos eletromagnéticos intensos”, ressalta o pesquisador do Laboratório de Equipamentos Elétricos e Ópticos do Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT), que lembra que o trabalho de Duke foi financiado pelo Exército dos EUA.

A energia necessária para produzir 7,3V de energia com o metamaterial, ressalta o especialista, é quatro vezes mais alta que o limite máximo de potência admitida em um ambiente comum. “No estágio em que (a pesquisa) está, acho improvável usar wi-fi e satélite como fonte. É possível com aperfeiçoamento, mas o nível de energia usado no teste não é aceitado em um ambiente civil. Seria necessário fazê-lo mais sensível”, especula Leite.

Os criadores da tecnologia, contudo, acreditam que aplicações mais comerciais também sejam possíveis para o coletor de ondas de baixo custo. “O objetivo era usar a vasta funcionalidade que os metamateriais já têm”, resume Allen. Segundo ele, a técnica deve ser aplicada em aparelhos de funções específicas. “Acho provável que um dispositivo de metamaterial que use esse coletor apareça no mercado”, completa o pesquisador.

A combinação de fibra de vidro e cobre poderia, por exemplo, ser aplicada ao telhado de uma sala para recuperar o sinal wi-fi do roteador ou inserida em dispositivos para aumentar sua eficiência. Uma ideia promissora sugerida pelos pesquisadores é a criação de um celular que se carregasse sozinho por meio de um sinal telefônico ou da internet sem fio. “Há muita energia wireless por aí sendo desperdiçada, mas a chave é projetar um bom coletor para capturá-la”, aponta Alexander Katko, coautor do projeto. O método também pode ser uma boa notícia para os moradores de lugares sem acesso à eletricidade, mas que geralmente recebem sinal de celulares ou de satélites.
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