La carretera que carga las baterías de los coches eléctricos mientras circulan

El fabricante Qualcomm ha hecho una demostración para evaluar su sistema de carga dinámica para coches eléctricos. La prueba materializa de forma preliminar un planteamiento propuesto desde hace tiempo que consiste en que los vehículos eléctricos carguen las baterías de forma inalámbrica mientras están circulando. 

La transmisión inalámbrica de electricidad no es algo nuevo. Nikola Tesla comenzó a realizar pruebas para la transmisión de energía eléctrica sin cables en el Siglo XIX. La mayor aspiración de Tesla, y una de sus obsesiones, era transmitir electricidad a través del aire para que cualquier persona en cualquier lugar del planeta pudiese utilizarla y beneficiarse de las ventajas de la electricidad. Aunque ya entonces Tesla consiguió desarrollar un prototipo funcional de baja potencia su desarrollo a gran escala —que incluía la construcción de la torre Wardenclyffe de 60 metros de altura para la emisión de energía— nunca llegó a completarse por falta de fondos y exceso de ideales. 

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Hasta ahora la carga inalámbrica, sin cables, se ha limitado a dispositivos eléctricos de baja potencia. El cepillo de dientes eléctrico es el ejemplo más habitual: la batería del cepillo se carga cuando se coloca sobre una base que permanece enchufada y que transfiere electricidad al cepillo mediante inducción. En este caso la carga por inducción permite que el cepillo eléctrico prescinda de cualquier tipo de conector eléctrico convencional, de modo que la electrónica del interior del cepillo queda protegida del agua herméticamente. Más recientemente otros dispositivos cotidianos (algunos modelos de teléfonos móviles y de relojes inteligentes) también se benefician de la carga inalámbrica: basta con dejarlos sobre una base para cargar la batería que contienen. 

En la transmisión de electricidad sin cables la energía se transmite desde la base emisora a la receptora en forma de campo electromagnético. La bobina emisora recibe la corriente eléctrica de la red convencional y genera un campo magnético a una frecuencia determinada, medida en hercios (normalmente, del orden de los megahercios). En la base receptora hay otra bobina igual que tiene la misma frecuencia de resonancia que la bobina emisora. Cuando el campo magnético producido por la base emisora alcanza la bobina receptora induce en ella una corriente eléctrica. La bobina receptora hace lo contrario que la emisora, transforma el campo magnético en una corriente eléctrica. Esa corriente eléctrica se puede entonces utilizar o almacenar en una batería (del móvil, del cepillo de dientes o de un coche eléctrico). La potencia transmitida puede variar entre unos pocos milivatios y hasta varios kilovatios y transmitirse a milímetros o centímetros de distancia y hasta varios metros, según la instalación. 

Aplicada a los coches eléctricos la transmisión sin cables de electricidad ofrece dos posibilidades: cargar la batería del vehículo cuando se aparca sobre una base de carga inalámbrica (asumiendo que el coche está preparado para la carga por inducción) y cargar la batería mientras el vehículo está circulando o temporalmente detenido (en un aparcamiento público o un semáforo, por ejemplo o en una parada si se trata de un autobús) con inductores colocados bajo el asfalto. 

El primer caso, aunque todavía no está muy extendido, ya es una posibilidad: la compañía Plugless ofrece un sistema de carga para coches eléctricos que no utiliza cables. Basta con aparcar el coche eléctrico sobre la base de tamaño parecido al de una tapa de alcantarilla para cargar la batería. Este año BMW también ha presentado su sistema de carga inalámbrica para su berlina híbrida BMW 530e. La base de BMW puede instalarse en el interior o en el exterior y tiene una potencia de 3,2 kW. Es capaz de cargar la pequeña batería del BMW 530e de 9,2 kWh (se trata de un eléctrico híbrido, no de un modelo totalmente eléctrico) en tres horas y media. 

En la transmisión de electricidad sin cables la eficiencia, minimizar la pérdida de energía en el proceso de transmisión y en los de conversión, y la limitación de potencia son los desafíos principales. Actualmente la mejor marca en eficiencia eléctrica (la relación entre la energía que se consume en el proceso y la que se aprovecha) es de alrededor de un 90 por ciento para 20 kW, una potencia algo inferior a la que proporcionan los cargadores rápidos para coches eléctricos. 

El desarrollo de Qualcomm y la prueba realizada sobre un tramo de carretera experimental supone un avance significativo. La prueba es parte del programa de la Unión Europea FABRIC que impulsa la adopción a gran escala de vehículos particulares y de transporte totalmente eléctricos. Para la demostración se usaron dos Renault Kangoo eléctricos adaptados para la carga por inducción. Ambos vehículos circularon por el mismo tramo de forma consecutiva con el fin de evaluar el sistema cuando se trata de varios vehículos circulando sobre los inductores de 20 kW situados bajo el asfalto. Para que los vehículos reciban la carga el sistema debe identificarlos. Además del funcionamiento, es necesario verificar también la seguridad y la eficiencia de la transmisión de energía en múltiples escenarios dependiendo del número de vehículos y de la velocidad a la que se mueven sobre los inductores, entre otras variables que incluyen también las condiciones meteorológicas, la posición del vehículo en el asfalto (y por tanto en relación con el inductor) y la potencia adecuada para cada modelo de vehículo. 

La carga dinámica por inducción supone todavía más desafíos y mayor complejidad, que abarcan desde el sistema de facturación a los mayores costes en la construcción de carretera. Pero las ventajas que ofrece son numerosas, especialmente en lo que se refiere a hacer que los coches eléctricos, incluso aquellos con poca autonomía que son los más asequibles, resulten atractivos para el público. Aunque todavía suena utópico un sistema de carga inalámbrica dinámica supondría eliminar, al menos en parte, los problemas de autonomía que en muchos conductores todavía causan “ansiedad” e incluso rechazo hacia los coches eléctricos.