¿Cómo alimenta un teléfono una etiqueta que no tiene batería?
El lector excita su propia bobina con una corriente alterna a 13,56 MHz, lo que genera un campo magnético variable. La etiqueta queda dentro de ese campo, y en su propia bobina se induce una tensión. Rectificada, esa tensión alimenta el chip. La etiqueta no almacena carga alguna y fuera del campo no hace absolutamente nada.
Qué hay físicamente dentro de una etiqueta
Si abres una pegatina encuentras tres cosas: una lámina de plástico, una espiral plana de aluminio o de cobre impresa sobre ella, y un grano de silicio más pequeño que una semilla de sésamo, soldado a los dos extremos de esa espiral. Nada más. Ni batería, ni condensador que retenga una carga, ni reloj que siga corriendo en silencio dentro de un cajón.
La espiral es la antena. En cierto modo es también la fuente de alimentación.
Un transformador con aire entre los devanados
Cuando acercas un lector, su bobina se excita con una corriente alterna a 13,56 MHz. Una corriente que varía en una bobina genera a su alrededor un campo magnético que varía. Un campo magnético que varía y atraviesa una segunda bobina induce en ella una tensión. Eso es la inducción, el mismo efecto que hace funcionar un transformador.
La única diferencia es que un transformador tiene un núcleo de hierro que fuerza casi todo el campo a atravesar el segundo devanado, mientras que aquí las dos bobinas están separadas por aire, por una funda de teléfono y por aquello sobre lo que está pegada la etiqueta. La fracción del campo que llega a la etiqueta es pequeña, y se hunde deprisa en cuanto las bobinas se separan.
Esto no es lo mismo que la carga inalámbrica
La carga inalámbrica usa el mismo principio a otra escala: mueve vatios en lugar de microvatios, a una frecuencia mucho más baja y con bobinas pensadas para quedar casi superpuestas. Los dos sistemas se estorban, y por eso una etiqueta sobre una base de carga a menudo deja de leerse.
Qué hace el chip con esa energía
La tensión inducida es alterna, así que el chip la rectifica y la regula hasta convertirla en una tensión de alimentación. Solo después empieza a funcionar algo. El chip arranca, espera una orden del lector y responde.
Todo eso tiene que ocurrir en la fracción de segundo en la que tu mano mantiene quieto el teléfono. Es lo bastante rápido para que no lo notes nunca, pero es también la razón por la que un roce demasiado fugaz no da nada: el chip necesita estar alimentado el tiempo suficiente para cerrar el intercambio, no solo ser rozado un instante.
Por qué falla de golpe y no poco a poco
El acoplamiento en campo cercano se debilita con la distancia extraordinariamente rápido. Doblar la separación no reduce a la mitad la energía que llega a la etiqueta, la hunde.
Por debajo de un umbral el chip sencillamente nunca alcanza su tensión de trabajo. No hay funcionamiento degradado, ni lectura más lenta, ni respuesta parcial. La etiqueta despierta y responde, o no pasa absolutamente nada. Eso es lo más desconcertante del NFC para quien está acostumbrado al wifi, donde una señal débil todavía da algo.
También significa que el estado «casi funciona» no existe. Si una etiqueta se lee unas veces sí y otras no, está justo sobre ese umbral, y el remedio es cambiar la geometría, no insistir con más fuerza.
Qué se deriva de no tener batería
Una etiqueta pasiva cuesta unos céntimos, aguanta años sin usarse, no necesita mantenimiento y no puede apagarse ni descargarse. Esas cuatro propiedades son la razón por la que el NFC acabó en tarjetas, carteles y envases, y no el Bluetooth.
El precio es que todo lo que hace la etiqueta debe caber en la energía que el lector entrega en ese instante. No hay ningún sensor funcionando en segundo plano, ni reloj, ni registro de lecturas anteriores, a menos que se añada una batería, lo que convierte el objeto en algo completamente distinto.
Preguntas frecuentes
¿Se gasta una etiqueta con el tiempo de tanto leerla?
No. En una etiqueta corriente no hay nada que pueda gastarse. El chip solo funciona mientras está en el campo de un lector, y el resto del tiempo está completamente inactivo. El desgaste viene de escribir, no de leer, y aun así solo tras muchísimos ciclos de escritura.
¿Se puede alimentar una etiqueta desde más lejos con un lector más potente?
Solo de forma marginal. La normativa limita cuánto campo puede generar un lector, y el acoplamiento en campo cercano cae tan rápido que incluso un gran aumento de potencia apenas aporta distancia. Agrandar la antena de la etiqueta ayuda mucho más que forzar el lector.
¿Por qué mi etiqueta funciona en un teléfono y en otro no?
Los teléfonos difieren en tamaño de antena, en posición de la antena y en cuánto campo generan. Una etiqueta que está justo en el umbral de acoplamiento lo supera en un aparato y en otro no. La etiqueta no está defectuosa, está al límite.
¿Hay que alimentar la etiqueta también para escribirla, y no solo para leerla?
Sí, y escribir necesita algo más de energía que leer, además durante más tiempo. Una etiqueta que se lee de forma fiable en el borde de su alcance puede rechazar una escritura en ese mismo punto.