Categoría: Informe Contratación

Un dispositivo flexible produce electricidad a partir del wifi

Imagina un mundo donde los teléfonos móviles, los ordenadores portátiles, los relojes inteligentes y otros aparatos electrónicos funcionasen sin baterías. Investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid, el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, en EE UU) y otros centros internacionales han dado un paso en esa dirección, presentado el primer dispositivo totalmente flexible que puede convertir la energía de las señales wifi en electricidad.
El avance se basa en el uso de rectenas (del inglés, rectifying antenna, antena rectificadora), unos sistemas que convierten las ondas electromagnéticas de corriente alterna –como las wifi– en continua.
Wifi
Es el primer dispositivo totalmente flexible que puede convertir la corriente alterna de las señales wifi en continua para alimentar dispositivos electrónicos.
En este caso los autores, que publican su trabajo en la revista Nature, usan una antena de radiofrecuencia flexible para capturar las ondas wifi. Después, su señal de corriente alterna se envía a un finísimo semiconductor de disulfuro de molibdeno (MoS2) –uno de los más delgados del mundo, con tan solo tres átomos de espesor–, que la convierte en corriente continua para que pueda alimentar los circuitos electrónicos.
De esta manera, dispositivos sin batería podrían capturar y transformar de forma pasiva las señales wifi, que cada vez inundan más lugares de nuestro entorno, en una fuente útil de alimentación. Además, presentan las ventajas de ser flexibles y poderse fabricar en rollos para cubrir áreas muy grandes.
Sistemas electrónicos
“¿Qué pasaría si pudiéramos desarrollar sistemas electrónicos capaces de cubrir un puente, una carretera o las paredes de nuestra oficina, llevando la inteligencia electrónica a todo lo que nos rodea? ¿Cómo proporcionaríamos energía a estos aparatos electrónicos?”, comenta Tomás Palacios, coautor y profesor en el departamento de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación del MIT.
“Hemos ideado una nueva forma de alimentar los sistemas electrónicos del futuro –destaca Palacios–, mediante la captura de la energía wifi de una forma que se puede integrar fácilmente en grandes áreas para llevar esta inteligencia a cada objeto que nos rodea”.
Móviles flexibles y píldoras inteligentes
Entre las primeras aplicaciones de la nueva rectena figura el suministro de energía a dispositivos electrónicos flexibles, aparatos portátiles y sensores para el llamado internet de las cosas. Los smartphones o teléfonos inteligentes flexibles, por ejemplo, son un nuevo mercado para las principales empresas tecnológicas.
En los experimentos realizados por el equipo, se ha comprobado que su dispositivo puede producir alrededor de 40 microvatios de potencia cuando se expone a los niveles típicos de las señales wifi (alrededor de 150 microvatios). Eso es más que suficiente para iluminar la pantalla de un móvil o un chip de silicio.
Se utiliza un finísimo semiconductor de disulfuro de molibdeno (MoS2), con tres átomos de espesor y uno de los más delgados del mundo.
Otra posible aplicación es generar energía para la transmisión de datos en dispositivos médicos implantables, apunta Jesús Grajal, también coautor y profesor de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Telecomunicación de la Universidad Politécnica de Madrid (UPM).
De hecho, los investigadores están desarrollando píldoras que pueden ser ingeridas por los pacientes y con la capacidad de transmitir datos sobre su salud para que se pueden registrar en un ordenador y realizar diagnósticos.
No usar baterías
“Lo ideal es no usar baterías para alimentar estos sistemas porque si pierden litio, el paciente podría morir”, subraya Grajal. “Es mucho mejor recoger energía del ambiente para encender estos pequeños laboratorios dentro del cuerpo y comunicar los datos a ordenadores externos”.
El ingeniero insiste en la novedad de esta investigación: “La utilización de electrónica flexible basada en materiales bidimensionales (MoS2 en este caso) para generar electricidad a partir de señales electromagnéticas presentes en el ambiente, como las del wifi y los móviles. Por tanto, esta energía es ubicua y gratuita”.
Todas las rectenas se basan en un componente conocido como rectificador, el que realmente convierte la corriente alterna en continua. Para fabricarlo se suele usar silicio o arseniuro de galio, unos materiales que cubren la banda del wifi, pero con el inconveniente de su rigidez.
Además, aunque no son caros cuando se destinan a pequeños dispositivos, si se usaran para cubrir grandes áreas, como las superficies de edificios y paredes, tendrían un coste prohibitivo.
Solución
Los científicos llevan tratando de solucionar estos problemas desde hace mucho tiempo. Las pocas rectenas flexibles presentadas hasta ahora operaban a bajas frecuencias y no podían capturar y convertir señales en frecuencias de gigahercios, donde se encuentran la mayoría de las señales de teléfonos celulares y wifi.
“El silicio o el arseniuro de galio consiguen mejores eficiencias porque sus dispositivos están más optimizados después de años en laboratorios académicos y en la industria –apunta Grajal–. Pero tras una optimización de los dispositivos basados en nuevos materiales bidimensionales, las diferencias se reducirán. Con estos se puede crear electrónica flexible que se adapte a cualquier superficie, mientras que los otros dos son rígidos. Por tanto, con estos semiconductores 2D se pueden realizar circuitos que se adapten a la forma de las superficie de los objetos, mejorando su despliegue”.
El diodo Schottky
Para construir su rectificador, los investigadores han optado por el disulfuro de molibdeno.
Además de ser uno de los semiconductores más finos del mundo, se aprovecha un comportamiento singular que presenta este material: cuando se expone a ciertos químicos, sus átomos se reorganizan de forma que actúa como un interruptor, forzando una transición de fase de un semiconductor a un material metálico. Esta estructura se conoce como diodo Schottky, y viene a ser el cruce de un semiconductor con un metal.
“Al diseñar MoS2 en una unión de fase metálica-semiconductora 2-D, construimos un diodo Schottky ultrarrápido y atómico que minimiza simultáneamente dos problemas: la resistencia en serie y la capacitancia parásita”, subraya el primer autor, Xu Zhang, del MIT, aunque pronto se unirá a la Universidad Carnegie Mellon.
La capacitancia parásita es una circunstancia inevitable en electrónica cuando ciertos materiales almacenan un poco de carga eléctrica, lo que ralentiza el circuito. Por tanto, una menor capacitancia significa mayores velocidades del rectificador y mayores frecuencias de operación.
La capacitancia parásita del diodo Schottky desarrollado es un orden de magnitud más pequeño que los rectificadores flexibles actuales, por lo que es mucho más rápido en la conversión de señales y puede capturar y convertir hasta 10 gigahercios de señales inalámbricas.
“Este diseño ha permitido un dispositivo completamente flexible y que es lo suficientemente rápido como para cubrir la mayoría de las bandas de radiofrecuencia utilizadas por nuestros dispositivos electrónicos cotidianos, incluyendo wifi, Bluetooth, los llamados móviles LTE (long-term-evolution, una tecnología de banda ancha inalámbrica) y muchos otros”, dice Zhang.
Base para desarrollar otros aparatos flexibles
Los autores también destacan que este trabajo ofrece la base para desarrollar otros aparatos flexibles capaces de transformar la wifi en electricidad con un rendimiento y eficiencia considerables.
Actualmente la eficiencia máxima de salida que alcanza este dispositivo es del 40 %, dependiendo de la potencia de entrada de la wifi, aunque con el nivel típico de potencia de la señal inalámbrica, la eficiencia energética de este rectificador de MoS2 es de alrededor del 30%.
A modo de referencia, las mejores rectenas de silicio y arseniuro de galio de hoy en día alcanzan del 50 al 60 % de eficiencia, pero son rígidas y más caras. El equipo ahora planea construir sistemas más complejos y mejorar la eficiencia de su propuesta.
Además de los autores mencionados, en este estudio participan otros 15 investigadores del MIT, la UPM, la Universidad Carlos III de Madrid, el Laboratorio de Investigación del Ejército de EE UU, la Universidad de Boston y la Universidad del Sur de California.
En parte, este trabajo ha sido posible gracias a una colaboración del MIT con la UPM a través de las Iniciativas Internacionales de Ciencia y Tecnología del prestigioso instituto tecnológico estadounidense.
Fuente: UPM, MIT

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Expresa tu Ingenio
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Conferencia Colombiana de Usuarios Esri

El evento para usuarios ArcGIS de Esri en Colombia
La CCU 2019 es la mejor oportunidad para conocer los proyectos geográficos más innovadores del país e interactuar con los principales expertos de las diferentes industrias a nivel nacional.

I Muestra Nacional de Proyectos de Pregrado en Ingeniería “Expresa Tu Ingenio”

Los días 22 y 23 de agosto de 2019, se presentó la I Muestra Nacional de Proyectos de Pregrado en Ingeniería “Expresa Tu Ingenio” organizada por la Sociedad Colombiana de Ingenieros y la Asociación Colombiana de Facultades de Ingeniería, la iniciativa buscaba reconocer los mejores proyectos que realizan los estudiantes de ingeniería de todo el país al finalizar sus estudios de pregrado, los cuales constituyen iniciativas de alto valor para el desarrollo de nuestra nación.
La primera edición de Expresa tu Ingenio presentó más de 40 proyectos en la que n participaron expositores de 31 Instituciones de Educación Superior en las 6 temáticas de Energía, Tecnología 4.0, Procesos Productivos y Logísticos, Materiales, Saneamiento y Agroindustria.
“Esta es la Colombia que realmente que todos quieren ver, esta es la Colombia que tiene futuro, esta es la Colombia que tiene esperanza, ustedes van a ser los multiplicadores de la ingeniería colombiana, ustedes expositores se darán cuenta en unos años de la importancia de haber estado acá presentando sus proyectos”, afirmó el ingeniero Germán Pardo, presidente de la Sociedad Colombiana de Ingenieros (SCI) al cierre del evento.
“Este evento ha demostrado que en el país, hay muchos proyectos y buenas iniciativas con creatividad, emprendimiento y transformación, que ayudarán al desarrollo de la nación”, resaltó el ingeniero Luis Alberto González, director ejecutivo de Asociación Colombiana de Facultades de Ingeniería (ACOFI)
Ganadores de las temáticas
Como resultado de las evaluaciones realizadas por ingenieros pertenecientes a las Comisiones Técnicas de la Sociedad Colombiana de Ingenieros y expertos académicos de ACOFI, los ganadores de las temáticas fueron:

‘ENERGÍA’ 

Primer LugarOtorgado al proyecto Emulador de un Panel Solar Considerando Irradiancia y TemperaturaRecibió el Premio el ingeniero de la Pontificia Universidad Javeriana – Jhonatan José Rodríguez Rodríguez

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Segundo Lugar Otorgado al proyecto Sistema de Bombeo Solar Automatizado para Comunidad Wayúu de ALAKAT «WÜIN-KA´I»Recibió el reconocimiento el ingeniero de La Universidad Autónoma de Bucaramanga – Lemnec E. Tiller Avellaneda

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‘Tecnología 4.O’ 

Primer LugarOtorgado al Proyecto SAPIENS: Sistema de Alertas Tempranas para Estudiantes de Primer Año de la Facultad de Ingeniería de la Pontificia Universidad JaverianaRecibieron el Premio los Ingenieros Leonard Stuart Burgos Jiménez Y William Felipe Forero Velasco

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Segundo LugarOtorgado al Proyecto Diseño de Galgas Extensométricas Lineales A Escala de Micras para la Reducción de Factores Externos Existentes en la Industria M.E.M.SRecibieron el reconocimiento los ingenieros de la Universidad Católica de Colombia Wilmer Yesid Arévalo Reyes y Cristhian Camilo Castiblanco Quevedo.

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‘Agroindustria’ 

Primer Lugar Fue Otorgado al proyecto Transformación Productiva de Papa Criolla (Solanum Tuberosum) en Película Biodegradable Funcional: Una Alternativa de Mercado para los Productores del Departamento de BoyacáRecibieron el Premio las ingenieras de la Universidad de Boyacá Sandra Carolina Calderón Peña y Jessica Lorena Mora González

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Segundo Lugar Otorgado al proyecto Agricultura de Precisión por Medio de DronesRecibieron el Reconocimiento las ingenieras de la Universidad Santo Tomás Lina Alejandra Plazas Pirabán y Alison Gissell Ruíz Ruíz.

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‘Procesos Productivos y Logísticos’ 

Primer LugarOtorgado al proyecto Diseño e Implementación de Herramientas de Innovación para el Seguimiento y Control de Proyectos en el Sector Público o Privado.Recibieron el Premio los ingenieros de la Universidad Pedagógica y Tecnológica De Colombia Luis Miguel Toloza Gordillo y Jorge Andrés Sarmiento Rojas

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Segundo LugarOtorgado al proyecto SPIDER MESHRecibieron el Reconocimiento los ingenieros de la Escuela Colombiana de Ingeniería Julio Garavito Elver Esteban Luna Cuervo, Iván David González Ortiz y Sebastián Montoya

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‘Saneamiento’ 

Primer Lugar
Otorgado al proyecto Diseño y Construcción de una Máquina para el Reciclaje de Tapas PlásticasRecibieron el Premio las estudiantes de Ingeniería Mecatrónica de la Universidad San Buenaventura Tania Lorena Fuentes Salcedo y Daniela Londoño Martínez

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Segundo LugarOtorgado al proyecto  Implementación de un PMA base para el casco urbano del municipio de Cáqueza – Cundinamarca, con el fin de mejorar las actividades de aprovechamiento de los residuos sólidosRecibieron el Reconocimiento los Estudiantes de Ingeniería de la Universidad de la Salle Johan Sebastián Rico Fontecha y Lusby Yurey Vigoya Rodríguez

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‘Materiales’ 

Primer LugarOtorgado al proyecto Propuesta Metodológica para el Estudio y Caracterización de Vías Terciarias Mediante Técnicas No Convencionales – Caso Piloto Departamento De Cundinamarca.Recibieron el Premio los Ingenieros de la Universidad La Gran Colombia Yeison David Romero Mancilla y Jhohan Steven Silva Rico

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Segundo LugarOtorgado al proyecto Efectos de los Flux Activos Sobre Soldaduras GMAW Aplicadas a un Acero AISI/SAE 1020Recibió el Reconocimiento el ingeniero de la Universidad Industrial de Santander  Cristhian Harley Madariaga Rosas

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Los premios fueron entregados en la ceremonia de clausura realizada el 23 de agosto de 2019, por representantes del INVÍAS, ESRI COLOMBIA, CENTRAL DE ANDAMIOS, ACOFI y la SCI.

Felicitaciones a los ganadores de la I Muestra Nacional de Proyectos de Pregrado en Ingeniería, nuestros más sinceros agradecimientos a todos los participantes expositores y a las instituciones de educación superior por su apoyo, a las empresas patrocinadoras en el desarrollo de este evento.

Energía eólica marina aumentaría más del 25% para 2030

Según un informe reciente del Laboratorio Nacional de Energía Renovable (LNER), con sede en EEUU, se prevé que la capacidad acumulada del mercado eólico marino aumentará de 154 a 193 gigavatios (GW) para 2030, con un pronóstico a largo plazo de más de 500 gigavatios para 2050.
De acuerdo con el informe “Mercado de Tecnologías de Energía Eólica Marina” de 2018, la industria eólica mundial tuvo un récord de 5.652 megavatios (MW) de capacidad eólica marina en 2018.
Para finales de 2018, la capacidad instalada acumulada global de energía eólica marina aumentó a 22.592 MW comprendidos en 176 proyectos operativos.
«Hasta el 31 de diciembre, la tubería global para la capacidad de desarrollo de energía eólica marina era de aproximadamente 272.000 MW», según el informe.
«La tubería global para la energía eólica marina flotante alcanzó los 3.100 MW en 2018, con 38 proyectos anunciados y 44 MW de proyectos operativos», indica el informe.
Pronóstico para EEUU
En 2018, el desarrollo de proyectos de energía eólica marina y la tubería operativa de EEUU crecieron 1.4% a una capacidad de generación de potencia de 25.824 MW.
Los pronósticos de la industria sugieren que la capacidad eólica marina de EEUU podría crecer de 11 a 16 GW para 2030.
En 2018, se agregaron nuevos compromisos en Massachusetts (1.600 MW adicionales autorizados para 2035), Nueva York (6.600 MW agregados para 2035) y Nueva Jersey (2.400 MW agregados para 2030), mientras que Connecticut y Rhode Island acordaron comprar energía del proyecto Revolution de 600 MW de Orsted, un nuevo parque eólico marino ubicado en el norte de Massachusetts-Rhode Island.
También se destacó que los proyectos piloto de energía eólica marina flotante están avanzando, con una tubería global que alcanzó los 3.100 MW en 2018, con 29 proyectos anunciados y 44 MW de proyectos operativos.
El informe cubre el estado de los 176 proyectos eólicos marinos en operación hasta el 31 de diciembre de 2018. El informe también proporciona el estado y el análisis de una cartera global más amplia de 838 proyectos en diversas etapas de desarrollo.
Fuente: El Nuevo Siglo

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Reflexión Presidente SCI

Para ser grandes en la ingeniería solo se necesita dedicación, esfuerzo y ser transparentes. Jóvenes ingenieros, somos grandes en el mundo, aprovechemos el camino que labraron los ingenieros que nos antecedieron.

Germán Pardo Albarracín
septiembre 9, 2019

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Ayer continuamos con las mesas técnicas junto a la @IngenieriaSCI para la validación técnica de la estructuración del proyecto Troncal del Magdalena. En esta oportunidad se reunieron los especialistas de Pavimentos.

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