Nos Estados Unidos, temos limites de segurança rígidos sobre a quantidade e o tipo de energia eletromagnética que os dispositivos eletrônicos podem emitir. Eles são definidos pela Federal Communications Commission com orientação dos National Institutes of Health e do Institute of Electrical and Electronics Engineers.
Para este trabalho, utilizamos o padrão mais restritivo, a Taxa de Absorção Específica, ou SAR. SAR é uma medida de quanta energia eletromagnética é absorvida pelo corpo. Para exposição não controlada, o limite SAR médio de corpo inteiro é de 0,08 watts por quilograma, e o limite de pico para qualquer ponto do corpo é de 1,6 watts por quilograma.
Esses limites se aplicam a telefones celulares, microondas - qualquer coisa que emita energia eletromagnética. Para essas faixas de frequência, a preocupação com a segurança é que muita energia eletromagnética pode aquecer o tecido do corpo.
Para garantir que a sala de carregamento não exceda esses limites, executamos uma simulação de computador amplamente usada para determinar quanta energia uma pessoa na sala de carregamento absorveria. Descobrimos que poderíamos fornecer pelo menos 50 watts de potência no ar sem exceder os limites de SAR de corpo inteiro ou de ponto único.
Como a energia que eu ficaria exposto em sua sala de carregamento se compara à energia a que estou exposto quando uso meu telefone celular?
Os telefones celulares devem cumprir os mesmos padrões SAR que usamos no estudo. Portanto, a sala de carregamento o exporia a uma quantidade igual ou menor de energia em comparação com um telefone celular.
Mas como algo que fornece energia suficiente para carregar meu celular pode estar me expondo a menos energia do que o próprio celular?
Seu telefone celular usa uma antena simples para emitir energia eletromagnética em um ambiente não controlado. E como todos os dispositivos eletrônicos comuns, a relação entre a intensidade dos campos elétricos e magnéticos é fixa. Para emitir mais energia magnética, o telefone deve emitir mais energia elétrica também. Isso significa que é muito limitado na quantidade de energia que pode fornecer com segurança.
A sala de carregamento é diferente porque temos controle sobre todo o ambiente. Por isso, projetamos um sistema de condutores e capacitores que muda a relação entre os campos elétrico e magnético. Ele cria um campo magnético que ressoa por toda a sala, mas confina o campo elétrico aos capacitores colocados nas paredes. Dessa forma, o campo magnético pode fornecer energia sem expor as pessoas na sala a um forte campo elétrico.
Além disso, a sala de carregamento opera em uma frequência muito mais baixa do que um telefone celular . Assim, os campos elétricos presentes interagem menos com o corpo do que os emitidos por um telefone celular . Por fim, os telefones celulares são colocados contra a sua cabeça, de modo que são uma fonte mais concentrada de energia eletromagnética.
Quais testes adicionais seriam necessários para tornar algo assim disponível comercialmente?
Estamos muito longe disso. Um dispositivo comercial precisaria obter aprovação total da FCC, e isso considera muitos outros fatores além do SAR - duração e tempo, modelo de uso, todos esses tipos de coisas.
Mas o objetivo deste projeto não era construir um produto pronto para o horário nobre. Era para responder à pergunta "É possível fornecer com segurança quantidades úteis de energia sem fio em uma sala inteira?" E a resposta a essa pergunta parece ser "sim". Podemos não saber os níveis exatos de potência que um produto final será capaz de fornecer, mas este estudo inicial nos dá confiança para seguir em frente.
Nossas próximas etapas são refinar o sistema e desenvolver alguns aplicativos preliminares que podem começar a usar essa tecnologia em pequena escala - por exemplo, estamos olhando para caixas de ferramentas que carregam ferramentas sem fio colocadas dentro, alimentam implantes médicos sem fio e carregam enxames de pequenos robôs.
O desenvolvimento de novas tecnologias é um processo muito longo, mas o importante é seguir em frente. Estamos fazendo isso e estou animado com o que está por vir para o carregamento sem fio.
Fonte: Universidade de Michigan
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