A finales del siglo XIX, Nikola Tesla revolucionó la ingeniería eléctrica al imaginar un mundo donde la electricidad pudiera transmitirse sin cables. En 1891, desarrolló la bobina de Tesla, un transformador de alta frecuencia que permitía generar voltajes elevados sin necesidad de conexiones físicas.
La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa (DARPA) de EE. UU. acaba de demostrar que es posible transmitir energía eléctrica sin cables a gran distancia. En una prueba reciente en Nevada un láser cruzó 8,6 kilómetros para alimentar un receptor especial con más de 800 vatios durante 30 segundos.
Así funciona el sistema POWER
Ese haz de 800 W (potencia equivalente a una pequeña nevera) no solo batió con creces el récord anterior de 230 W a 1,7 km, sino que cumple parte del sueño de Nikola Tesla de crear una red global inalámbrica de energía. El proyecto POWER (siglas en inglés de Persistent Optical Wireless Energy Relay) es impulsado por el Departamento de Defensa de EE. UU. y aspira a conectar con láser desde drones, satélites o torres terrestres, formando una especie de “autopista virtual de electricidad”.
El corazón del sistema es un transmisor láser de alta potencia en tierra y un receptor óptico avanzado. El receptor fue diseñado por la empresa Teravec Technologies (con apoyo del Instituto de Tecnología de Rochester y Packet Digital) y montado en solo tres meses. El haz láser incide por una apertura compacta en la parte frontal del receptor, lo que minimiza las fugas de luz.
Dentro, un espejo parabólico refleja el haz hacia decenas de células fotovoltaicas de última generación, que convierten la luz en electricidad. En las pruebas de Nevada se logró una eficiencia óptica eléctrica del orden del 20% (de la potencia emitida a la recibida) en distancias más cortas. Este diseño modular puede escalarse para generar más potencia o instalarse en distintas plataformas, como vehículos aéreos no tripulados (UAV).
La transmisión se realizó completamente en línea de vista, con emisor y receptor en tierra. Esto obligó al haz a atravesar la parte más densa de la atmósfera, un escenario complejo por la turbulencia y dispersión del aire. A pesar de ello, el experimento fue exitoso: DARPA destaca que superó ampliamente cualquier demo anterior en potencia y distancia.
Según Paul Jaffe, director del programa POWER, esta prueba “derribó ideas equivocadas sobre los límites de la transmisión de energía por láser” y allana el camino hacia proyectos más ambiciosos, como llevar 10 kW a 200 km mediante relés en 2027. En próximas fases se trabajará en componentes clave –por ejemplo, espejos deformables para corregir la atmósfera y células fotovoltaicas ultraeficientes–, y en experimentos con drones estratosféricos y enlaces multi-nodo.
La tecnología y el potencial de POWER
El éxito de POWER se basa en varios avances técnicos recientes. Por un lado, los láseres de alta potencia actuales (en rango infrarrojo cercano) pueden concentrar energía en haces estrechos que viajan largas distancias sin dispersarse demasiado. Además, las células solares de última generación, como las multijunción de arseniuro de galio, han mejorado su eficiencia y tolerancia al calor.
El receptor del experimento incorporó justo esas tecnologías: espejo parabólico y array de celdas avanzadas, construidos con tolerancias muy precisas. La óptica adaptativa (espejos deformables controlados por algoritmos) también es clave para compensar el efecto del aire, algo en lo que ya trabaja DARPA. En conjunto, estas innovaciones permiten, por primera vez, enviar haces de energía útiles a decenas de kilómetros (hasta ahora sólo se habían probado a decenas de metros o pocos kilómetros).
Otro avance importante fue el receptor de “apertura compacta”: al hacerlo lo más pequeño posible, el haz entra con muy poca pérdida interna. El equipo de DARPA logró diseñar y construir este receptor en apenas tres meses. Aunque la eficiencia global aún está lejos del 100%, se midió en pruebas iniciales sobre el 20%. DARPA admite que para llegar a cientos de vatios o kilovatios será necesario seguir mejorando las fuentes láser y las celdas solares (alcanzar un 50% de eficiencia –objetivo teórico– todavía dejaría perder la mitad de la energía en cada salto). Estos desarrollos tecnológicos son, por tanto, tan importantes como la demostración misma.
Aplicaciones en movilidad eléctrica y más allá
Aunque POWER nace con visión militar, sus posibles usos trascienden el campo de batalla. Por ejemplo, los drones de vigilancia y ataque más avanzados podrían volar indefinidamente sin aterrizar. Actualmente un UAV como el MQ-9 Reaper debe repostar cada 28 horas; con un suministro láser a vuelo estacionario sólo para recargar baterías, su autonomía sería virtualmente ilimitada. Este mismo concepto se extiende a otros vehículos no tripulados, desde drones autónomos de reparto hasta robots móviles, manteniéndolos operativos sin pausas de recarga.
La movilidad eléctrica civil también puede verse beneficiada. Algunos expertos ya predicen que en una década los coches podrían recargarse inalámbricamente sobre la marcha. En esa visión futurista, cada vehículo sería un nodo en una red integrada de energía, recibiendo potencia de emisores láser instalados en puntos clave (torres, semáforos, o incluso satélites) a medida que circula.
Este escenario, aún lejano, ha despertado interés en iniciativas de carretera eléctrica y recarga dinámica en otros países, aunque hasta ahora con tecnologías de inducción cercanas. El avance de POWER demuestra que también podrían emplearse láseres para enviar cientos de kilovatios a vehículos o trenes en movimiento, si se superan los retos técnicos.
Otras aplicaciones potenciales podrían ser:
- Infraestructura de emergencia: Tras un desastre natural la red eléctrica suele caer. Drones equipados con relés láser podrían establecer rápidamente enlaces de energía entre plantas generadoras provisionales y centros de población afectados, restaurando la luz sin depender de cables rotos.
- Sector naval y comunicaciones: La Armada de EE. UU. estudia alimentar boyas de detección o incluso buques mediante láseres lanzados desde aeronaves. De igual forma, en el espacio DARPA colabora con la NASA para conectar futuras plantas solares en órbita con la Tierra por láser, aprovechando la luz solar continua sin atmósfera.
- Reducción de carga logística: El Pentágono estima que el 70% del peso transportado en zonas de combate es combustible o baterías. Con POWER, gran parte de esa carga podría sustituirse por estaciones que emitan energía sobre demanda, creando “autopistas virtuales” de electricidad.
Desafíos técnicos: seguridad y regulación
A pesar de sus éxitos, POWER enfrenta retos importantes. Desde el punto de vista técnico, llevar la idea a la práctica comercial exige superar barreras físicas: un láser con suficiente potencia para transmitir decenas de kilovatios a larga distancia sería extremadamente peligroso para cualquier persona que interceptase el haz. De hecho, los expertos de la Agencia advierten que alcanzar los 10 kW objetivo implicaría fuentes mucho más potentes que las usadas, con riesgo de quemaduras o daños en la vista al contacto.
Otro límite es la eficiencia. Las células solares actuales convierten como mucho un 25–30% de la energía; incluso si se doblara esa cifra futura (50%), la mitad de la energía se perdería en cada salto de transmisión. También hay que lidiar con las condiciones ambientales: los láseres no penetran nubes ni lluvia y son sensibles a la turbulencia atmosférica, por lo que un día nublado o con polvo podría bloquear completamente el enlace. Se requiere, por tanto, óptica adaptativa y múltiples rutas posibles para mantener el flujo en condiciones adversas.
En cuanto a la seguridad y regulación, el empleo de haces láser de alta energía en espacios abiertos implica normas estrictas. En EE. UU. es incluso delito federal apuntar un láser al cielo, con multas de hasta 11.000 dólares por incidente, precisamente para proteger a las aeronaves de deslumbramientos. Cualquier despliegue de POWER debería coordinarse con las autoridades de aviación (FAA en EE. UU., EASA en Europa, etc.) y usar detectores de obstáculos. Además, habría que definir reglas internacionales sobre el uso compartido del espectro óptico y garantizar que estos “rayos de electricidad” no interfieran con otras actividades o con la fauna.