Hacia un cielo sin baterías agotadas: drones con alimentación láser transforman la logística, desastres y seguridad

El rendimiento de los drones está evolucionando rápidamente. Cámaras de alta resolución, sensores infrarrojos, vuelo autónomo con inteligencia artificial, funciones de topografía de alta precisión. Mientras las capacidades que se pueden incorporar aumentan, hay una debilidad que ha cambiado poco durante años: la batería.

Los multicópteros pequeños a menudo tienen un tiempo de vuelo limitado a unos pocos minutos. Para realizar vigilancia o topografía prolongada, es necesario alternar múltiples unidades o interrumpir el trabajo para cambiar las baterías. En lugares donde se requiere una observación ininterrumpida, como sitios de desastres, bosques, océanos, fronteras e instalaciones críticas, esta limitación es especialmente significativa.

En China, se están llevando a cabo investigaciones para superar esta limitación con luz. Un equipo de investigación de la Universidad de Aviación Civil de China y la Universidad de Tsinghua ha desarrollado un sistema de recepción de energía que convierte la luz láser irradiada desde el suelo en electricidad para mover las hélices del dron.

La eficiencia de conversión fotoeléctrica anunciada es del 38.49%. Solo viendo el número, uno podría imaginar un futuro donde los drones puedan volar indefinidamente sin aterrizar al recibir energía continuamente desde el suelo. Sin embargo, este logro no representa la "completación del vuelo perpetuo". Es necesario considerar por separado el alcance demostrado y los desafíos futuros a resolver.

Conversión de láser a electricidad bajo las alas

El dispositivo desarrollado por el equipo de investigación tiene una estructura que combina células tipo perovskita que reciben la luz láser y elementos de conversión termoeléctrica que convierten el calor en electricidad.

El mecanismo es similar a la energía solar. Un dispositivo de transmisión en el suelo irradia un láser, y las células receptoras instaladas bajo las alas convierten la energía luminosa en electricidad de corriente continua. Esa electricidad se utiliza para hacer girar el motor o reducir el consumo de la batería a bordo.

En la alimentación por láser, la energía se concentra en una longitud de onda específica. A diferencia de la luz solar, que contiene varias longitudes de onda, es más fácil diseñar el material receptor para que coincida con el láser transmisor. Los materiales de perovskita pueden ajustar sus propiedades de absorción mediante la modificación de su composición, facilitando la creación de dispositivos delgados y ligeros. En los drones, donde el peso está directamente relacionado con el rendimiento de vuelo, esto puede ser una gran ventaja.

En pruebas con láser verde, el dispositivo receptor convirtió el 38.49% de la energía luminosa incidente en electricidad. Sin embargo, este valor no significa que el 38.49% de la electricidad recibida por el equipo de transmisión desde el enchufe llegue al dron.

En un sistema real, se producen pérdidas en varias etapas, como la conversión de electricidad a luz láser, la formación del haz por dispositivos ópticos, la transmisión a través de la atmósfera y la reconversión en el dron. Para evaluar la viabilidad, es importante considerar la eficiencia total desde la fuente de energía hasta el motor del dron.

El problema del "calor" surgido con el aumento de potencia

Al aumentar la potencia del láser, se incrementa la cantidad de electricidad que se puede recibir. Sin embargo, no toda la energía recibida se convierte en electricidad. Gran parte de la energía no convertida se transforma en calor.

En las pruebas iniciales, se informó que la temperatura del dispositivo receptor alcanzó entre 80 y 90 grados. A medida que la temperatura aumenta, no solo disminuye la eficiencia de conversión, sino que también puede causar degradación de los materiales, daños en las uniones adhesivas y efectos adversos en la estructura del dron. Si el calor se transmite a la batería, también aumenta el riesgo de seguridad.

En instalaciones terrestres, se pueden agregar ventiladores grandes o disipadores de calor pesados. Sin embargo, en aeronaves, aumentar los dispositivos de enfriamiento incrementa el peso y la resistencia al aire, lo que a su vez aumenta la potencia necesaria para el vuelo.

El equipo de investigación controló el movimiento del calor colocando nanocristales de seleniuro de antimonio entre la capa de perovskita y el electrodo. Además, adoptaron una estructura que guía el flujo de aire generado por las hélices hacia el interior de las alas para enfriar el dispositivo receptor.

Este ingenio es crucial para comprender el valor de la investigación. No solo están creando células de alta eficiencia en el laboratorio, sino que también están tratando simultáneamente con el calor, el peso, la aerodinámica y el enfriamiento que surgen al integrarlas en aeronaves reales.

La demostración no es en un "dron en vuelo" sino en una etapa de modelo

A partir del titular "Dron cargado en vuelo con láser", algunos podrían imaginar una prueba donde un dron volando al aire libre es constantemente apuntado con un haz desde el suelo.

Sin embargo, según la información de investigación publicada, en la etapa actual, se trata de una prueba de concepto donde se instaló un dispositivo receptor bajo las alas de un modelo de dron estacionario, y el láser irradiado impulsó las hélices. No se ha llegado a la etapa de seguir y volar un dron ligero real al aire libre durante un período prolongado.

Esta diferencia no es pequeña.

En un modelo fijo, es relativamente fácil mantener el enfoque del láser en la superficie receptora. Un dron real se balancea con el viento, gira y cambia de velocidad y altura. El ángulo de las alas también varía. Si el haz se desvía de la superficie receptora, la potencia suministrada podría disminuir drásticamente.

El lado de transmisión necesita tecnología para comprender en tiempo real la posición y actitud del dron, predecir la dirección de avance y seguir el láser. Se combinarán cámaras, sensores infrarrojos, radares e información de posición enviada desde el dron.

Si el haz se hace más grueso, es más fácil de apuntar, pero la energía se dispersa. Si se enfoca más, se puede lograr una alimentación de alta densidad, pero aumentan los requisitos de precisión de seguimiento y seguridad. Este difícil equilibrio es una gran barrera para la comercialización.

El equipo de investigación también considera el seguimiento preciso en tiempo real como un desafío futuro y planea pruebas al aire libre con drones ligeros en la próxima etapa.

Lluvia, niebla, humo: las debilidades inherentes a la luz

La alimentación por láser requiere una línea de visión clara entre el dispositivo de transmisión y el receptor. Si se obstruye por edificios, árboles o el terreno, no se puede enviar electricidad.

Además, la lluvia, la niebla, las nubes, el polvo y el humo de incendios dispersan y absorben la luz, reduciendo la energía que llega. Investigaciones relacionadas han analizado que cuando la turbulencia atmosférica es de moderada a fuerte, el rendimiento de la red de comunicación usando drones alimentados por láser disminuye claramente.

Este es también un problema irónico. En los sitios de desastres donde se espera la alimentación por láser, es probable que ocurran lluvias intensas, humo y polvo. En la vigilancia forestal, los árboles actúan como obstrucciones, y en áreas urbanas, los edificios altos y otras aeronaves pueden entrar en la trayectoria del haz.

Por lo tanto, un sistema práctico podría no cubrir un área amplia con un solo dispositivo láser, sino más bien configurar múltiples puntos de alimentación y cambiar la fuente de transmisión según el movimiento del dron. La idea es crear un "corredor de carga" invisible en el cielo, permitiendo que los drones continúen su misión dentro de ese rango.

Incluso sin un vuelo infinito completo, tiene valor

Incluso si no se puede volar indefinidamente solo con láser, extender el tiempo de vuelo varias veces al reducir el consumo de batería tiene un valor significativo.

En respuesta a desastres, se pueden enviar imágenes del área afectada sin interrupciones, buscar personas desaparecidas y retransmitir comunicaciones. En incendios forestales, se puede observar la dirección de propagación y la dirección del viento durante largos períodos. También se puede considerar el uso de bases de comunicación temporales en áreas donde las carreteras están cortadas por inundaciones o terremotos.

En agricultura, se puede verificar continuamente el estado de crecimiento y las enfermedades en grandes campos. En la inspección de infraestructuras, se pueden patrullar durante largos períodos líneas de transmisión, ferrocarriles, tuberías, puentes e instalaciones marítimas. También se puede imaginar el uso de drones que vuelan continuamente sobre barcos, trenes y vehículos de seguridad, monitoreando la dirección de avance y los alrededores.

En logística, es posible que primero se comercialicen drones que vuelan de ida y vuelta en rutas establecidas, en lugar de drones de entrega que vuelan libremente a cualquier lugar. Si se utiliza un método que vuela entre puntos de alimentación con equipos de carga y se complementa la energía en el camino, es más fácil limitar el área de seguimiento y la zona de seguridad.

Estados Unidos también avanza en la "red de transmisión de energía por luz"

La transmisión de energía por láser no es un tema de investigación exclusivo de China.

El programa POWER de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) logró en 2025 enviar más de 800 vatios de energía a un dispositivo receptor a unos 8.6 kilómetros de distancia durante 30 segundos, transmitiendo más de 1 megajulio durante el período de prueba. Aunque la prueba se realizó entre instalaciones terrestres, fue un logro que mostró el potencial de la alimentación por láser a larga distancia.

PowerLight Technologies de EE. UU. también está desarrollando un sistema para enviar energía de kilovatios mientras sigue un dron de ala fija en movimiento. En 2026, se informó que en una prueba relacionada con el Departamento de Defensa de los EE. UU., un dron de ala fija de clase militar voló durante varias horas.

El logro reciente de China se caracteriza por integrar células receptoras de perovskita y conversión termoeléctrica, mejorando la eficiencia y el enfriamiento de un dispositivo receptor ligero. Por otro lado, el desarrollo en EE. UU. se centra en un sistema integrado que incluye transmisión a larga distancia, seguimiento de objetos en movimiento, control de seguridad y comunicación con la aeronave.

Incluso en la alimentación por láser, la competencia no se trata solo de comparar la eficiencia de conversión. Es una competencia de tecnología integral que abarca materiales, óptica, control de seguimiento, diseño de aeronaves y operación de redes de energía.

¿La mayor demanda será en el ámbito militar?

Uno de los campos que más necesita drones que puedan permanecer en el aire durante largos períodos es el militar y de seguridad.

Si los aviones de reconocimiento pueden volar durante mucho tiempo, se puede monitorear continuamente el movimiento de tropas y vehículos. Mantener un repetidor de comunicaciones en una posición elevada puede ampliar el rango de comunicación de las fuerzas terrestres. También se puede utilizar para la vigilancia de fronteras, costas y alrededores de bases.

Sin embargo, la alimentación por láser libera al dron pero crea una dependencia de las instalaciones de transmisión en tierra. Una base equipada con una gran fuente de energía y dispositivos ópticos precisos puede ser descubierta y atacada, y el rango de uso puede estar limitado por el clima y el terreno. Si la posición del láser se detecta con sensores ópticos, existe el riesgo de que se infiera la ubicación de los puntos de transmisión y las rutas de vuelo.

Aun así, hay una fuerte demanda de mantener en el aire de manera continua aviones de vigilancia y repetidores de comunicaciones alrededor de bases avanzadas, barcos e instalaciones fijas. Por esta razón, se sugiere que el uso militar podría preceder al uso civil.

Reacciones en redes sociales: no solo "increíble"

En redes sociales públicas y foros técnicos, la sorpresa por la alimentación por láser es notable. Hay reacciones que valoran el avance tecnológico, diciendo "No sabía que la transmisión de energía inalámbrica había avanzado tanto" y "Parece ciencia ficción".

Entre los usos mencionados están la vigilancia de desastres, la observación periódica de campos agrícolas, la vigilancia anticipada de barcos y trenes, y estaciones base de comunicación temporales. Especialmente para drones que permanecen en un punto fijo o en un área limitada, hay muchas opiniones de que es más realista que los drones de entrega con un rango de movimiento amplio.

Por otro lado, también se plantean serias dudas sobre la viabilidad.

La más común es sobre el peso y la resistencia al aire del dispositivo receptor. Si se carga un nuevo dispositivo en el dron, aumenta la energía necesaria para el vuelo. Si se necesita un dron más grande para llevar el dispositivo receptor, también se debe aumentar la cantidad de energía suministrada.

En cuanto al costo, hay quienes señalan que "podría ser más barato preparar baterías de repuesto o un segundo dron". En operaciones donde se permite un aterrizaje breve, a menudo es más simple y seguro usar una base de carga automática o un equipo de intercambio de baterías.

También hay fuertes preocupaciones sobre la seguridad. Los riesgos si el láser entra en los ojos de personas o animales, las funciones de parada si aeronaves o aves entran en la trayectoria del haz, y las medidas en caso de desvío de la dirección de irradiación debido a fallos o ciberataques.

Además, hay preocupaciones de que "al final se usará para vigilancia constante o guerra". Si se despliegan cámaras que permanecen en el aire 24 horas en ciudades o fronteras, podrían ser útiles para la prevención de desastres y el mantenimiento del orden público, pero también existe la posibilidad de que la vigilancia se convierta en algo cotidiano.

Estas no son tendencias cualitativas organizadas a partir de un análisis estadístico de toda la SNS, sino de publicaciones relacionadas y opiniones en foros públicos. Aun así, se puede ver que los usuarios están considerando no solo los números de eficiencia de conversión, sino también el costo, el peso, el clima, la seguridad, la privacidad y la posible aplicación militar.

Reglas de seguridad más difíciles que la tecnología

Dado que se apunta un láser de alta potencia hacia el cielo, es esencial establecer un sistema de seguridad.

El sistema de transmisión necesita una función para detener la irradiación en el momento en que personas, aeronaves, aves o vehículos ingresen en la trayectoria del haz. También debe detenerse automáticamente si el dron sale del espacio aéreo previsto o si se pierde la comunicación.

Además, es necesario prever ataques de ciberseguridad, como la falsificación de información de ubicación, la intrusión en el software de seguimiento y la suplantación del receptor. No solo se debe garantizar que el láser no se desvíe del objetivo, sino