• 8 Maggio 2022 16:59

SCIENZA & DINTORNI

Divulgazione storica e scientifica – DIRETTORE Fabiana Leoncavallo

Energia dai segnali wireless

I dispositivi senza fili (wireless) sono alla base dell’Internet delle Cose (IOT, l’acronimo in lingua inglese). L’Internet delle Cose rappresenta una possibile evoluzione dell’uso della rete internet: gli oggetti (le “cose”) si rendono riconoscibili e acquisiscono intelligenza grazie al fatto di poter comunicare dati su se stessi e accedere ad informazioni aggregate da parte di altri.

Lo sviluppo impetuoso dell’IOT ha implicazioni sempre più vaste che spaziano dall’utilizzo di questi dispositivi quali gadget all’impiego in campo agricolo per limitare l’uso di acqua e pesticidi, oltre a sensori in grado di monitorare lo stato di sicurezza di ponti e gallerie, piuttosto che per un allarme tempestivo in caso di catastrofi naturali o come ausili fondamentali per reti elettriche intelligenti.

Senza trascurare la trasformazione domotica delle abitazioni pubbliche e private attraverso l’utilizzazione di interfacce intelligenti come pulsanti, telecomandi, touch screen, tastiere, riconoscimento vocale, che realizzano il contatto (invio di comandi e ricezione informazioni) con il sistema intelligente di controllo, basato su un’unità computerizzata centrale oppure su un sistema a intelligenza distribuita.

Si stima che entro il 2025 saranno in linea oltre 40 miliardi di dispositivi IOT che avranno bisogno di essere sostenuti da una sempre più consistente quota di energia. Da tempo si sta lavorando ad una soluzione che consenta di utilizzare l’energia prodotta dai segnali wireless emessi dai router o dai punti di accesso WIFi e 5G, la quinta generazione di tecnologia mobile che si sta sviluppando sempre di più. La sua distribuzione globale è iniziata nel 2019.

L’aumento della velocità di trasferimento dei dati con il 5G si ottiene in parte utilizzando frequenze radio più elevate rispetto a quelle delle reti cellulari attuali. Tuttavia, a frequenze radio più elevate corrisponde anche un raggio di portata più ridotto, il che comporta celle più piccole. Per assicurare un servizio ampio, le reti 5G utilizzano tre bande di frequenza: bassa, media e alta e di conseguenza una rete 5G sarà composta da tre tipi di celle differenti, a seconda della banda di frequenza associata, ognuna con un proprio tipo di antenna e un diverso rapporto tra velocità di trasmissione e distanza e area di copertura.

Tornando alla questione energetica i segnali wireless 5G trasmettono non solo più informazioni ma anche più energia irradiata. Questa capacità fa supporre che in un prossimo futuro molti dispositivi wireless potranno “ricaricarsi” non collegandosi ad una presa di corrente ma sfruttando l’energia irradiata dalla nuova tecnologia mobile.

Come faranno i dispositivi wireless a ricavare energia elettrica dalle emissioni energetiche del 5G? Wifi e 5G sono onde elettromagnetiche che si propagano nell’ampio spettro compreso tra le onde radio FM, la banda millimetrica e le microonde. La prima fase del processo necessita di un’antenna ricevente che catturi l’energia emessa dal segnale wireless. L’antenna dirige quest’energia verso un circuito elettronico raddrizzatore, che a sua volta usa semiconduttori per convertirla in una tensione a corrente continua in grado di ricaricare o alimentare un dispositivo ed il gioco è fatto.

Oggi molte start up offrono prodotti con ricarica wireless che per adesso si affidano ad appositi trasmettitori wireless ma che in futuro potranno ricevere i segnali WiFi e 5G con un contributo significativo al crescente fabbisogno energetico dell’Internet delle Cose.

Fonti:

Le Scienze, gennaio 2022, ed. cartacea

alcune voci di Wikipedia

Natale Seremia

Appassionato da sempre di storia e scienza. Divoratore seriale di libri. Blogger di divulgazione scientifica e storica per diletto. Diversamente giovane. Detesto complottisti e fomentatori di fake news e come diceva il buon Albert: "Solo due cose sono infinite: l’universo e la stupidità umana, riguardo l’universo ho ancora dei dubbi."

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