Ingenieros del Instituto de Tecnología de Georgia aseguran que el exceso de energía que generan las torres 5G podrían alimentar las baterías de dispositivos móviles.

El estándar 5G para redes celulares de banda ancha puede eliminar la necesidad de recargar constantemente las baterías de nuestros teléfonos, relojes inteligentes y dispositivos Bluetooth, de acuerdo con investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia.

De hecho, aseguran que la tecnología de las torres que proveen 5G podría ayudar a acabar con las baterías por completo.

Todos los dispositivos electrónicos que nos rodean necesitan energía para funcionar. La mayoría de ellos, incluidos los miles de millones de sensores que alimentan el Internet de las cosas, dependen de baterías para el suministro de energía. ¿Y si una red inalámbrica pudiera suministrar del fluido eléctrico?

Los investigadores de Georgia Tech han ideado una forma de aprovechar el exceso de energía de las redes 5G y convertirlas en una red eléctrica inalámbrica.

Manos Tentzeris, profesor de electromagnetismo en Georgia Tech dirige la investigación, su equipo ha desarrollado una pequeña antena impresa en 3D que puede obtener energía de las ondas 5G. En esencia, el descubrimiento de los ingenieros de ayuda a canalizar las ondas 5G a los dispositivos, para que no tengan que depender de las baterías.

En el futuro, los proveedores de electricidad podrían incluso ofrecer energía bajo demanda "por aire", dijo Tentzeris.

En 2019, las compañías de telefonía celular comenzaron a implementar el estándar de tecnología 5G, que será el sucesor de las redes 4G en las que operan la mayoría de los teléfonos celulares actuales.

“5G estará en todas partes, especialmente en áreas urbanas”, dijo Tentzeris.

Debido a que las redes 5G están diseñadas específicamente para conexiones de gran ancho de banda, la Comisión Federal de Comunicaciones de Estados Unidos las autorizó a concentrar energía con mayor densidad que las torres que proveen redes 4G. Eso significa que la red de alta frecuencia tendrá una gran cantidad de energía no utilizada que, a menos que se “coseche”, se desperdiciará, dijo el investigador.

Esa energía recolectada podría alimentar los miles de dispositivos que nos rodean y que funcionan con baterías, como los sensores que forman parte de infraestructuras IoT y que monitorean el estado de funcionamiento de smart devices en hogares, ciudades, automóviles autónomos e incluso, a través de dispositivos electrónicos portátiles, dentro de nuestros cuerpos, como los wearables médicos que se espera se vuelvan tendencia en los próximos años.

“Ha habido mucha discusión sobre el biomonitoreo”, dijo Tentzeris. “En una configuración portátil, para monitorear la glucosa, la presión arterial o el sueño, podrías tener sistemas que literalmente funcionen durante años y sin necesidad de recarga”.

La energía podría usarse para sensores en entornos difíciles donde recargarlos no son una opción, agregó.

La energía como servicio o PaaS bien puede ser una forma para que la industria de las telecomunicaciones suministre electricidad de la misma manera que muchos fabricantes de software brindan acceso a sus aplicaciones en la nube en lugar de a través de software descargable, además de que en un futuro el no tener que fabricar más celdas de carga para los dispositivos se convertirá en un movimiento amigable con el planeta.

“Para 2025 estarás rodeado de miles de millones de dispositivos. Esa es la promesa de IoT, miles de millones de dispositivos significa miles de millones de baterías que se reemplazan y desechan continuamente a un costo enorme para nuestro medio ambiente, mientras hay energía a nuestro alrededor” dijo Tentzeris.

¿Cómo hacerse del poder de 5G?

Para que este escenario de energía eléctrica distribuida por medios inalámbricos pueda existir, los investigadores necesitaban encontrar una manera de acceder a la red y canalizar la energía excedente. Los investigadores de Georgia Tech creen que han encontrado ese camino.

Al igual que sus antecesores, las áreas de servicio de las redes 5G se dividen en pequeñas áreas geográficas denominadas celdas. Una antena en cada celda envía ondas de radio que conectan todos los dispositivos inalámbricos compatibles en esa celda a Internet y a los teléfonos celulares.

“La gente ha intentado recolectar energía a altas frecuencias como 24 o 35 gigahercios antes”, dijo Eid. Pero las antenas utilizadas solo funcionaban si tenían línea de visión con la estación base.

Ahora, ella y sus colegas desarrollaron un sistema de antena rectificadora (rectenna) pequeño y flexible basado en lentes Rotman, capaz, por primera vez, de recolectar ondas milimétricas en la banda de 28 GHz.

Pero para recolectar suficiente energía para suministrar dispositivos de baja potencia a largas distancias se requieren antenas con grandes aperturas. El problema con las antenas más grandes requeridas para recolectar energía 5G es que tienen un campo de visión más estrecho, lo que dificulta el funcionamiento desde una estación base en esta tecnología. En otras palabras, las antenas más grandes no pueden tener una línea de visión de las estaciones base 5G, que existen en muchas más ubicaciones que las de las bandas 28G.

Los investigadores de Georgia Tech crearon un sistema con un amplio ángulo de cobertura, que resuelve el problema de poder mirar solo desde una dirección, dijo Jimmy Hester, asesor principal de laboratorio.

“Con esta innovación, podemos tener una antena grande, que funciona a frecuencias más altas y puede recibir energía desde cualquier dirección. Es independiente de la dirección, lo que lo hace mucho más práctico”, dijo la investigadora.

La clave para ver en muchas direcciones es la lente óptica de los investigadores como componente intermedio entre las antenas receptoras y los rectificadores.

Operando como una lente óptica, su lente Rotman puede ver seis campos de visión al mismo tiempo. La lente Rotman es clave para el haz-fo

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