Solución para carga inalámbrica de vehículos eléctricos

A diferencia de los carros tradicionales de combustión interna que requieren de combustibles fósiles –como gasolina o diésel– para operar, los automóviles eléctricos se impulsan mediante electricidad, con lo que se eliminan las emisiones de escape nocivas para la salud como dióxido de carbono (CO₂), monóxido de carbono (CO), compuestos orgánicos volátiles (COV) y gases de efecto invernadero (GEI) que se alojan en la atmósfera.

Dentro de los 17 Objetivos de Desarrollo Sostenible trazados por la ONU para 2030, Colombia se ha comprometido a reducir en un 20 % las emisiones de GEI. Sin embargo la adopción de vehículos eléctricos en el país aún es incipiente.

Según la Asociación Nacional de Movilidad Sostenible (Andemos), en los primeros cuatro meses de 2023 se vendieron 1.157 vehículos eléctricos, mientras que en el mismo periodo de 2022 se registraron 1.336 ventas, lo que equivale a una disminución del 13,4 %.

La ingeniera electrónica Tania Gineth Gómez Carrillo, magíster en Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), explica que para muchos países aún es un desafío adoptar masivamente esta tecnología en la industria de transporte, que entre otros beneficios genera poco ruido y brinda mayor facilidad en la movilidad.

Uno de los desarrollos más prometedores es la carga inalámbrica mediante bobinas para transferir energía entre el cargador –ubicado en el suelo– y el vehículo, que lleva otra bobina, pues hoy este proceso se realiza por electrolineras distribuidas en muchas ciudades del país.

Sin embargo la ingeniera advierte sobre un aspecto crucial en este proceso: la generación de un campo magnético durante la interacción entre las bobinas que es necesario controlar, pues su escape puede ocasionar problemas de seguridad como la exposición prolongada a campos magnéticos, incendios o daños en el vehículo.

Para hacerlos más seguros y que la carga dure más, la magíster desarrolló un sistema de apantallamiento inalámbrico que consiste en crear una “capa protectora” alrededor de las bobinas de carga para evitar la dispersión del campo magnético y mejorar la eficiencia energética.

Entre otros elementos, el sistema se diseñó con materiales metálicos y ferromagnéticos –que funcionan como un imán– para encerrar y confinar el campo magnético generado, evitando que afecte a los usuarios o desperdicie energía.

Para lograrlo se utilizó el software de simulación electromagnética ANSYS Maxwell, que permitió plantear diferentes geometrías y materiales para el apantallamiento. Después de varias pruebas y modificaciones se determinaron las dimensiones y los materiales óptimos para que el sistema funcione de manera efectiva y segura.

“El principal beneficio de esta solución es permitir la carga segura y eficiente de los vehículos eléctricos, mientras que la carga por cable puede presentar riesgos de descargas eléctricas”.

“La carga inalámbrica tiene la ventaja de ser más cómoda, y además ofrece la posibilidad de implementar estaciones de carga a lo largo de las vías para que los vehículos se carguen mientras están en movimiento”, explica la magíster.

Señala además que “esta idea surgió de la necesidad de mejorar el desempeño del sistema de carga y garantizar la seguridad de los usuarios mientras el vehículo está en proceso de carga”.

Estos resultados contribuyen a la meta de reemplazar los vehículos de combustibles fósiles por vehículos eléctricos más limpios, con menos generación de contaminantes. Se espera que con el tiempo estas soluciones tecnológicas permitan una mayor adopción de la movilidad eléctrica, reduciendo así la huella de carbono.