Desarrollo de sistemas innovadores para la transmisión remota de energía y datos
Un ambicioso proyecto liderado por Carlos Algora, catedrático de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación (ETSIT) de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM), busca crear sistemas seguros para la transmisión remota de energía y datos a través de fibra óptica. Este esfuerzo se centra en ofrecer soluciones efectivas en situaciones donde las redes eléctricas o las comunicaciones 5G/6G enfrentan condiciones adversas.
El proyecto, titulado “Telealimentación fotovoltaica por fibra óptica con eficiencia de conversión y velocidad de transmisión de datos récord”, ha sido seleccionado por la Comunidad de Madrid en su reciente convocatoria para financiar proyectos sinérgicos de I+D. Este reconocimiento se traduce en una calificación sobresaliente, alcanzando 99 puntos sobre 100, entre los 180 proyectos presentados, solo 16 recibirán financiamiento, siendo tres coordinados por la UPM.
Retos en entornos restrictivos y soluciones innovadoras
En muchas ocasiones, el uso directo de energía eléctrica para alimentar equipos electrónicos es inviable debido a diversas restricciones. Estas limitaciones pueden surgir en entornos que requieren un monitoreo riguroso bajo condiciones extremas, como refinerías, minas o aeronaves, donde el riesgo de incendios o explosiones es significativo. Además, hay áreas donde los equipos eléctricos son susceptibles a interferencias electromagnéticas, como en plantas nucleares.
Las zonas con tales restricciones son conocidas como “regiones de exclusión”. En estos contextos, la transferencia óptica de energía y su conversión fotovoltaica representan una solución viable. Esta técnica también se puede aplicar al suministro remoto de energía a dispositivos médicos implantables y otros equipos que requieren recarga sin contacto directo.
Sistemas integrales para telealimentación y comunicación
Un sistema típico de telealimentación fotovoltaica incluye un emisor láser que convierte energía eléctrica en luz, un medio de transmisión mediante fibra óptica y un convertidor fotovoltaico que transforma dicha luz en electricidad. Esta configuración permite el aislamiento eléctrico entre los extremos y protege contra ruidos electromagnéticos.
Además del aspecto energético, el proyecto contempla la integración de transmisión de datos para facilitar comunicaciones robustas en áreas sin alimentación convencional o tras desastres naturales. Se prevé que esta transmisión utilice tecnología 5G y futuras generaciones más avanzadas como el beyond 5G (B5G) y 6G.
Eficiencia récord y colaboración multidisciplinaria
El objetivo del proyecto es desarrollar sistemas disruptivos capaces de transmitir energía y datos a través de fibra óptica con eficiencias récord. Esto incluye diseñar convertidores fotovoltaicos con una eficiencia superior al 70%, formando parte de sistemas únicos que logran tasas excepcionales: hasta 300 vatios por gigabit por segundo por kilómetro.
Los desafíos técnicos son complejos e implican conocimientos diversos en semiconductores, fotónica, electrónica y comunicaciones. Para ello, el Grupo de Semiconductores III-V colaborará con el Grupo de Displays y Aplicaciones Fotónicas liderado por la catedrática Carmen Vázquez, reconocido mundialmente en el ámbito de la transmisión óptica.
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