Tre bobine, pochi centimetri d’aria e un apparecchio che si alimenta senza essere collegato ad alcuna presa. Nei laboratori della Aalto University, in Finlandia, un gruppo di ricercatori ha messo a punto un sistema in grado di trasmettere energia senza fili con un rendimento fino al 91%. L’aspetto più interessante è che la superficie capisce da sola dove si trova il dispositivo da rifornire, senza ricorrere a sensori di posizione.
Il dato è stato registrato con una separazione di 3,7 centimetri tra trasmettitore e ricevitore, come riportato da uno studio uscito su IEEE Access. La distanza è ancora modesta, ma il vero passo avanti riguarda la libertà di collocazione. Chi ha provato ad appoggiare lo smartphone su una base wireless sa quanto sia fastidioso cercare il punto esatto in cui la ricarica parte. Gli studiosi finlandesi lavorano per eliminare proprio questo limite.
La tecnologia prende il nome di wireless power transfer, cioè trasferimento di energia senza fili. Non è una novità, ma le ricerche più recenti puntano a superfici capaci di alimentare apparecchi posati in punti diversi, senza obbligare a un allineamento preciso.
Una superficie che porta l’energia dove serve
Il prototipo, firmato da Masoud Sharifian Mazraehmollaei e Ilkka Laakso, usa tre bobine trasmittenti in parte sovrapposte, ognuna con un diametro di 18 centimetri. Quando un apparecchio dotato di ricevitore si avvicina, altera le condizioni elettromagnetiche del circuito. Le bobine più vicine attingono la potenza necessaria, mentre le altre restano sostanzialmente a riposo.
In sostanza, è il comportamento del circuito a indicare alla superficie dove inviare l’energia. Non servono telecamere, rilevatori di posizione né un’elettronica separata che scelga di continuo quale bobina accendere. Nelle prove l’efficienza è stata di circa il 91% a 37 millimetri, scesa a circa l’89% con 45 millimetri di distanza.
Il gruppo ha inoltre simulato una versione con sette trasmettitori, che ha raggiunto circa il 94% con oscillazioni inferiori all’1% nelle posizioni testate. Un’altra simulazione ha riguardato l’alimentazione di due ricevitori nello stesso momento. Allargare l’area di ricarica e servire più apparecchi interessa soprattutto l’industria, dove i dispositivi si muovono spesso e i cavi diventano un intralcio.
Dai caricabatterie ai robot alimentati in movimento
L’ateneo finlandese studia da anni sistemi wireless che superino i limiti delle classiche basi a induzione. Già nel 2022 i ricercatori avevano presentato una tecnologia provata anche su robot commerciali, insieme all’azienda Solteq Robotics. Il sistema trasferiva energia a dispositivi posizionati in punti diversi di una superficie attrezzata, continuando a ricaricarli mentre si spostavano.
In un magazzino automatizzato sarebbe molto utile. I robot che movimentano merci devono fermarsi ogni tanto a ricaricare le batterie, mentre una superficie capace di alimentarli durante il lavoro ridurrebbe queste pause.
Gli impieghi potrebbero estendersi ai sensori industriali difficili da raggiungere e all’elettronica che oggi richiede basi dedicate. La ricerca sta uscendo dai laboratori: nel 2024 è nata Willo Technologies, impresa sviluppata a partire dalle tecnologie dell’università, che punta a sistemi di ricarica wireless per elettronica di consumo e industria.
Fin dove può arrivare l’energia senza fili?
La distanza resta una delle sfide principali. I sistemi più diffusi sfruttano campi magnetici variabili per passare energia da una bobina all’altra e funzionano bene da vicino. Allontanando le parti, mantenere un buon rendimento è più difficile. Nel 2023 un altro team della Aalto ha analizzato come migliorare il trasferimento tra due antenne, agendo sulle perdite dovute alla radiazione elettromagnetica.
Nel test sono state usate due antenne circolari con raggio di 3,6 centimetri, distanziate di 18 centimetri. Gli studiosi hanno mostrato che particolari configurazioni delle correnti riducono le perdite e aumentano l’efficienza anche oltre le distanze delle comuni basi di ricarica. È un filone diverso dal nuovo prototipo, ma entrambi affrontano lo stesso nodo: portare più energia possibile dove serve.
Lo scenario futuro
Gli usi potrebbero toccare le auto elettriche, con parcheggi dotati di piattaforme di ricarica, e alcuni dispositivi medici impiantabili, per cui cambiare la batteria è complesso. Lo studio finlandese del 2026 segnala gestione del calore, affidabilità dei componenti e valutazione dell’esposizione ai campi elettromagnetici come tappe ancora necessarie prima di arrivare a un prodotto commerciale.
Per ora il sistema sperimentale ha dimostrato di trasferire energia con alta efficienza e di adattarsi alla posizione del ricevitore, senza sensori aggiuntivi. Le reti elettriche continueranno ad aver bisogno dei cavi, e i trasmettitori dovranno comunque essere alimentati. In alcune applicazioni, però, a sparire potrebbe essere l’ultimo collegamento fisico, quello tra apparecchio e fonte di energia. Per un robot da magazzino, lavorare senza fermarsi a ricaricare farebbe già una bella differenza.