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Categoría: Tecnología

Tania Robles

México, D.F., 19 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- El apagón analógico ha sido un tema de múltiples opiniones en México y en el mundo que, sin embargo, no se ha abordado completamente desde el punto de vista de la tecnología. Si bien esto significa un enorme cambio que tiene impactos económicos y sociales, es imperativa la adaptación de las sociedades a los cambios y avances tecnológicos que contemplan beneficios de conectividad y bajo costo.

En línea para resolver los cuestionamientos de la población, Roberto Conte Galván, doctor en Ingeniería Eléctrica enfocado en comunicaciones inalámbricas y satelitales e investigador del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones del Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE), uno de los Centros Públicos de Investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), platicó acerca del tema.

Agencia Informativa Conacyt (AIC): ¿Qué es el apagón analógico?

Roberto Conte Galván (RCG): Es el proceso en el cual la radiodifusión de los viejos canales de televisión analógica que se transmiten en la actualidad, será sustituida por la radiodifusión de canales de televisión digital que usan tecnología nueva y más eficiente. Para la radiodifusión de televisión se utilizan ondas de radio que llevan la información de video y audio a distancia, y que son parte del espectro de radiofrecuencia, o espectro radioeléctrico. El espectro radioeléctrico es el intervalo de frecuencia de ondas electromagnéticas que caen dentro de los tres mil ciclos por segundo (3 kHz) y los 300 mil millones de ciclos por segundo (300 GHz), que pueden llevar información sobre ondas electromagnéticas o de radio.

En el caso de la transmisión de televisión, históricamente se asignaron canales de 6 MHz correspondientes a los canales 2 al 6 (54-88 MHz) y 7 al 13 (174-216 MHz), ambos dentro de la banda VHF (Very High Frequency), así como frecuencias del canal 14 al 83 (470-890 MHz) correspondientes a la banda UHF (Ultra High Frequency).

El apagón analógico involucra el cambio de estas frecuencias y la conversión de televisión analógica terrestre a digital terrestre, así como también de televisión analógica a digital para sistemas de TV por cable y por satélite. En el caso de México, el apagón analógico se inició en mayo de 2013 en Tijuana, Baja California, y ha ido avanzando en varias ciudades y regiones del país desde entonces.

AIC: ¿Cómo surge el apagón analógico?

Es una medida tomada por casi todos los países del mundo a partir de una recomendación que hizo en 2006 la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU, por sus siglas en inglés), el organismo de las Naciones Unidas a cargo de la regulación de las telecomunicaciones a nivel mundial, en el llamado Acuerdo de Ginebra de 2006.

Dado que la difusión de televisión por ondas de radio requiere usar el espectro de radiofrecuencia, por un lado este ya estaba siendo saturado por muchos canales de televisión en las grandes ciudades, mientras que por el otro, aún se tienen grandes espacios en el espectro ocioso reservados para uso exclusivo de televisión sin utilizar, en pequeñas ciudades y zonas rurales.

Tras el apagón analógico se hará una redistribución del espectro en cada región del país, agrupando de manera más eficiente los nuevos canales digitales en una porción del espectro y liberando las viejas frecuencias de canales analógicos para un uso diferente en otra porción del espectro que aún está en proceso de definición.

Esta nueva porción del espectro liberado en cada región del país se considera una ganancia de espectro para otros usos y se conoce como dividendo digital, dado que puede apoyar nuevos servicios digitales y generar una fuerte suma de ingresos extra para toda administración pública, en el caso de México, la Secretaría de Comunicaciones y Transportes (SCT) y el Instituto Federal de Telecomunicaciones (IFT).

AIC: ¿Qué son las señales analógicas?

RCG: Las señales analógicas son aquellas señales eléctricas que tienen un comportamiento continuo entre un nivel máximo superior y un nivel mínimo inferior de voltaje o corriente en el dominio del tiempo, no son pulsos eléctricos, por lo tanto, llevan un comportamiento análogo al de la intensidad de la luz (video), del sonido (audio), de la temperatura o de la presión, entre otras.

Las señales analógicas de televisión son aquellas señales de televisión creadas a partir de la modulación analógica de señales de video en amplitud modulada (AM) y de audio en frecuencia modulada (FM), siguiendo métodos y técnicas desarrollados durante las décadas de 1940 y 1950 a nivel mundial.

El estándar de televisión analógica utilizado en el caso de México por cerca de 70 años fue el National Television Standard Committee (NTSC) de Estados Unidos, el cual permitía la transmisión de señales de televisión analógica en blanco y negro, así como de color. El espacio del espectro que tiene una señal de televisión analógica en NTSC ocupa un ancho de banda de 6 MHz en cada canal, ya sea de color o en blanco y negro, en donde se incluían la señal de video y de audio, así como las subportadoras con señales de presencia de color, de la fase del color o crominancia, y de posibles señales de audio secundario o estereofónico.

En todo canal de televisión analógica cabe solamente una señal analógica de NTSC en México, donde se usan variantes de modulación analógica para video y audio en AM y FM, ambas susceptibles al ruido y a todo tipo de interferencias internas como la misma señal de esa y otras televisiones. Por ser tecnología vieja, proporcionaba señales de video y audio con calidad entre regular y pobre para los índices de ahora.

AIC: ¿Qué son las señales digitales?

RCG: Las señales digitales son aquellas señales eléctricas en forma de pulso que tienen solamente dos niveles diferentes de corriente o voltaje, donde a cada nivel eléctrico se le asigna un solo valor binario de 1 o 0. Estas señales en pulsos tienen un periodo de duración igual para cada pulso y llevan la información mediante una combinación de pulsos, es decir, 1 o 0, según un código binario previamente acordado.

Las señales de televisión digital son la evolución de las señales de televisión analógica, y son aquellas señales de televisión creadas a partir del uso de sensores y cámaras digitales que permiten interactuar con otras señales digitales originadas por otros sensores, cámaras y micrófonos. Pueden ser almacenadas y desplegadas por monitores, bocinas, computadoras y otros aparatos digitales. Son almacenadas en discos, memorias y otros dispositivos digitales.

También pueden ser enviadas por redes de datos, por sistemas de comunicaciones digitales cableados, ópticos e inalámbricos y sobre la Internet. Una ventaja de las señales digitales sobre las señales analógicas es que permiten la coexistencia de múltiples aplicaciones digitales sobre la misma frecuencia portadora de radio sin interferir entre ellas, lo que las hace más puras, eficientes, con una excelente calidad y sin interferencias, lo que no se puede lograr con las viejas señales analógicas.

AIC: ¿Qué es la televisión digital?

RCG: La televisión digital es la evolución de la antigua televisión analógica. Por lo general, puede tomar cualquier forma de transmisión conocida a la fecha, aérea o terrestre, mediante una antena de televisión convencional, por satélite o por cable.

La Televisión Digital Terrestre (TDT) es la transmisión de televisión digital mediante la radiodifusión de antenas aéreas convencionales, y es la que más revuelo ha causado recientemente debido a que puede captar señales libres gratuitas, a diferencia de las señales de televisión digital por cable (TDC) y por satélite (TDS), que son señales privadas que ya pueden venir en formato digital y que tienen un costo mensual por la renta del servicio.

A la fecha, existen múltiples formatos de televisión digital en uso alrededor del mundo, y son los que están sustituyendo la televisión analógica con el apagón analógico.

En México se está implementando la tecnología del Comité de Sistemas de Televisión Avanzada (Advanced Television Systems Committee, ATSC) desarrollado por los Estados Unidos y propuesto para su uso en América del Norte, Centroamérica y Corea del Sur.

Por otro lado, los países europeos crearon el sistema de Difusión de Video Digital-Terrestre (Digital Video Broadcasting-Terrestrial, DVB-T) que tendrá cobertura en Europa, África y casi toda Asia. Por su parte, Japón junto con Brasil desarrollaron el sistema de Radiodifusión de Servicios Digitales Integrados (Integrated Services Digital Broadcasting, ISDB-T) para su cobertura en Centroamérica, Sudamérica, Japón y Filipinas. Finalmente, China creó su propio estándar de Difusión Digital Terrestre Multimedia (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast, DTMB) con cobertura en China y Cuba.

Todos estos sistemas de televisión digital usan alguna variante del formato del Grupo de Expertos de Cuadros en Movimiento en su versión 2 (Moving Pictures Experts Group, MPEG-2). También existen otros formatos de video digital de uso en Internet, películas, videodiscos y señales de videoconferencia. Entre los más conocidos se tienen MPEG-2 y H.264/MPEG-4 AVC para video digital, mientras que se considera usar MP3, AC3 y AAC para audio digital. Finalmente, se tiene el Protocolo de Televisión IP, disponible para recibir contenido temático de televisión, video a la carta y la contratación al hogar de espectáculos o películas de pago previo a través de Internet mediante enlaces telefónicos de Línea Digital Asíncrona de Abonado (Asynchronous Digital Subscriber Line, ADSL).

AIC: ¿Cuáles son los beneficios de la señal digital sobre la señal analógica?

RCG: Además de los mencionados anteriormente, la televisión digital permite una mayor cantidad y mejor calidad en la transmisión y recepción de señales de televisión con una mayor versatilidad del sistema debido a sus prestaciones digitales, tales como la creación de un canal digital de retorno entre el consumidor y el productor de contenidos, además de ofrecer imagen de alta definición y la capacidad de transmitir varias señales en un mismo canal asignado gracias a la diversidad de formatos existentes.

La capacidad de un canal de televisión digital se puede dividir en múltiples subcanales, llamado multicanalización, para transmitir distintos canales de video digital, la programación de video y audio de alta definición, video en distintas resoluciones, audio en distintos canales e idiomas, texto en subtítulos y menú de programación, así como otros tipos de datos de información general de uso público y de emergencia.

La televisión digital permite enviar señales binarias de hasta 19 Mbps (megabits por segundo), ya sea con un canal de muy alta definición, con dos canales de alta definición o varios canales de menor definición, si así lo desea el operador. También puede incluir varios subcanales con menor calidad usando mayor compresión de datos y menor resolución, incluyendo la transmisión de textos o de canales de audio similares a las estaciones actuales de radio en FM, todo dentro del mismo canal digital.

AIC: ¿Existen consecuencias o efectos negativos para la población mexicana causados por el apagón analógico?

RCG: Dado el enfoque técnico y el impacto internacional del apagón analógico, no se prevén consecuencias ni efectos negativos para la población al realizar este proceso.

Sin embargo, existe un aspecto de tipo económico que ha preocupado a casi todos los países que están trabajando en esta dirección, y es que el apagón analógico forzosamente implica el cambio de viejos receptores de televisión analógica por nuevos receptores de televisión digital, lo que significa una erogación económica que puede ser difícil en el caso de las familias con menos recursos en cada país, lo que sucede también en México. Una manera de resolver este problema para la población más necesitada ha sido el subsidio en la compra y distribución de decodificadores y televisores digitales por parte del estado, como complemento al gran incremento en las ventas de televisores digitales por la población de mayores recursos.

Otro problema que ha sido señalado por este cambio de tecnología por grupos ecologistas, es que los viejos aparatos de televisión analógica van a incrementar en gran medida la basura electrónica, que es la cantidad de aparatos eléctricos y electrónicos que se desechan cada día en México y en todo el mundo.

Se considera que los viejos televisores van a generar miles de toneladas de materiales con residuos peligrosos que, si no son reciclados, aislados o tratados correctamente, pueden generar grandes daños ecológicos al medio ambiente y a la sociedad. Debido a esto, se recomienda que es necesario crear, continuar y reforzar más los programas de gestión y reciclaje de televisores analógicos, videocaseteras, teléfonos celulares, computadoras, impresoras y demás basura electrónica que ya están coordinando tanto SCT, como la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat).

AIC: ¿Por qué se menciona que no se podrá continuar sintonizando los canales de televisión en los dispositivos antiguos?

RCG: Los componentes y equipo electrónico de los aparatos de televisión analógica están sintonizados a las frecuencias y los circuitos de los viejos canales en VHF y UHF del espectro de radio que se está reacomodando, por lo que les será imposible encontrar los antiguos canales analógicos en su lugar anterior.

Incluso, en caso de encontrarlos, las señales analógicas son incompatibles con las señales digitales, por lo que los viejos televisores no podrían detectar información, ni de video ni de audio, transmitida por el nuevo equipo digital ya que no reconocen pulsos, solo señales analógicas. Finalmente, los formatos de televisión analógica y televisión digital son completamente incompatibles entre sí, por lo que una vez concluido el apagón analógico definitivo, será precisamente eso: un apagón.

AIC: ¿Qué característica específica o necesaria tienen los televisores digitales?

El televisor digital necesita una antena aérea (o conexión a TV por cable o antena de satélite) para recibir la señal de TV digital, que puede ser igual a la antigua antena de VHF o UHF, o una nueva antena, dependiendo de la ubicación del domicilio y topografía del terreno donde se desee verla.

La antena del sistema digital es idéntica a la del sistema analógico, por lo que no hay que preocuparse por cambiar de antena ya que los cambios estarán en otra parte: en el receptor de televisión.

El televisor digital cuenta con un receptor de canales de radiodifusión digital que va a mostrar al usuario una guía con la lista de canales abiertos disponibles en esa región, incluyendo la información de identificación y programación de servicios de video, audio y datos que cada proveedor de señales digitales desee incluir. Esto ya sucede en los casos de recepción de TV digital por cable y por satélite desde ahora, pero será nuevo en los casos de televisión digital terrestre.

Dado que el formato de televisión digital a usarse en México es el formato ATSC, las señales de video, audio y datos correspondientes a cada señal televisiva vendrán agrupados digitalmente en formato MPEG-2, de acuerdo con la definición de video digital que se determine: programas de imagen 480i correspondientes a televisión de definición estándar (Standard Definition Television, SDTV), programas en 480p correspondientes a televisión de definición mejorada (Enhanced Definition Television, EDTV), mientras que los estándares de 720p y 1080i corresponden a la televisión de alta definición (High Definition Television, HDTV), con el prefijo "i" para  mostrar imágenes con cuadros entrelazados o para imágenes con cuadros progresivos, dependiendo de la calidad de imagen que el usuario elija.

Existe además la posibilidad de que el aparato de televisión digital funcione también como terminal de usuario para Internet, dependiendo del modelo de televisión digital y de la conexión con que se cuente, ya sea para ver otras aplicaciones de video, audio, voz y datos, para descargar y mostrar películas y videos desde Internet, o para navegador web, entre otras opciones.

AIC: ¿Qué es un decodificador y cómo es que permite sintonizar la señal digital en televisores analógicos?

RCG: Un decodificador para televisión analógica es un dispositivo electrónico capaz de recibir señales digitales de radio mediante una antena exterior que se conecta a las entradas de radiofrecuencia, o video y audio, del aparato de televisión analógica, y que así pueda usarse para ver programación digital.

En realidad, la función del decodificador es tomar las señales de video y audio en formato digital recibidas por el receptor, y separarlas y convertirlas al formato analógico para que puedan funcionar dentro del aparato de televisión analógica, es una manera de ver y escuchar una señal intencionalmente degradada.

AIC: ¿Qué cambios en la tecnología tendrán que realizar las televisoras para poder seguir emitiendo sus señales de TV abierta?

RCG: Dependiendo de las condiciones para el cambio de tecnología en cada país, hay la posibilidad de que las antiguas estaciones transmisoras de televisión analógica comercial continúen transmitiendo durante un cierto periodo de transición, para permitir que la población cambie sus viejos aparatos de televisión analógica por nuevos televisores digitales, pero esto es temporal y opcional en cada país y región, por lo que no es una garantía.

Cuando esto sucede, se conoce como coexistencia de televisión analógica y digital, y su estudio fue importante al presentarse los primeros desarrollos del apagón analógico en el mundo para conocer los efectos de la presencia simultánea de ambas señales.

Este tema es muy importante porque durante la coexistencia las estaciones transmisoras emiten señales diferentes con la misma programación pero usando distintas tecnologías en diferentes frecuencias. Estas nuevas frecuencias fueron determinadas por las autoridades regulatorias de cada país a partir de sus programas de redistribución de frecuencias correspondientes a su plan nacional de dividendo digital, por lo que son conocidas como frecuencias espejo y son asignadas a cada operador de televisión al usar las nuevas señales digitales. Durante la coexistencia, las viejas frecuencias de señales analógicas solo podrán ser usadas por un periodo limitado.

AIC: ¿Por qué se está realizando este cambio exactamente en este momento?

RCG: El apagón analógico es un proceso que lleva ya casi una década de haberse iniciado por común acuerdo de la ITU con todas las naciones del mundo, y surgió a partir de la proliferación de servicios inalámbricos, móviles y celulares en todo el mundo, ya que se necesita utilizar cada vez más espectro de radio del disponible a la fecha.

A esto se sumó la explosión de nuevos servicios y aplicaciones en la vida diaria que trajo Internet. En su momento, cada país analizó, discutió y decidió llevar a cabo su propio proceso de cambio de uso espectral de manera libre, autónoma e independiente, de acuerdo con sus propias características económicas, territoriales, poblacionales, tecnológicas y regulatorias, debido a todas las acciones que esto implica. Aunque el cambio de tecnología por el apagón analógico se propuso por la ITU en el año 2006, algunos países lo llevaron a cabo relativamente pronto, como Luxemburgo y Holanda que concluyeron en 2006; Suecia, Finlandia y Suiza, en 2007, y Alemania, en 2008.

Los planes para concluir el apagón analógico indican que algunos países lo harán hasta el año 2020 o 2021, finalizando así este proceso a nivel mundial para entonces.

AIC: Hasta este momento, ¿cómo va el proceso del apagón analógico de México con respecto al mismo proceso en otros países?

RCG: Entre 2012 y 2015 se han estado concluyendo estos procesos en México y en naciones similares a nuestro país, quedando aún muchas por llevarlo a cabo. En este mismo 2015 concluirán su proceso Grecia, Turquía, Rumania, Kenia y Filipinas entre otros; mientras que México, Uruguay y República Dominicana serán los primeros dentro de Latinoamérica para este año. Se espera que Chile lo concluya en 2016. Argentina, Bolivia, Colombia, Paraguay y Perú lo harán en 2017; mientras que Brasil, Costa Rica y El Salvador lo harán en 2018, Panamá y Venezuela en 2020, y Cuba en 2021.

El apagón analógico estaba programado a concluirse como máximo el 31 de diciembre de 2015, pero la SCT determinó un apagón anticipado pues la penetración de receptores digitales ha cubierto al menos 90 por ciento de hogares con escasos recursos, por lo que el último apagón se realizó el 17 de diciembre a las 00:00 horas. (Fuente: IFT)

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Tania Robles

México, D.F., 19 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- Es el primer prototipo diseñado y fabricado en el país, desarrollado en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM). Se trata de un propulsor para una aplicación en el espacio, un componente que formará parte de los sistemas integrados propuestos para el microsatélite Quetzal.

El maestro en Ingeniería Eric Adrián Tejada Malpica es el desarrollador de este prototipo como parte de su tesis de maestría en la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Su creación se ha realizado con la colaboración del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT, por sus siglas en inglés) y la Unidad de Alta Tecnología (UAT) de la UNAM. Se tiene programado su uso como parte del microsatélite Quetzal, el cual hará mediciones de los contaminantes en la atmósfera sobre ciudades mexicanas.

Los sistemas de propulsión espacial sirven para realizar diversas maniobras orbitales, por ejemplo, cuando al término de la vida útil del satélite, este es desorbitado por estos sistemas para su caída a la Tierra, o para hacer transferencias orbitales al cambiar su posición de una a otra. También para su inserción orbital, "cuando se sube un satélite, se le indica a la compañía lanzadora a qué altura y en qué órbita se quiere colocar; el cohete lo coloca lo más cerca posible, considerando que para tener una mayor exactitud se necesita de un sistema propio de propulsión que permite que se realicen las maniobras burdas que lo llevan a la órbita deseada, luego a través del subsistema de control y apuntamiento se hacen las maniobras finas", explica Tejada Malpica, quien propone este propulsor espacial.

Los asesores de tesis del maestro Tejada fueron los doctores Yu Tang Xu y Jorge Alfredo Ferrer Pérez, ambos de la Facultad de Ingeniería de la UNAM. Este desarrollo se llevó a cabo en la Facultad de Ingeniería, en el Posgrado de Ingeniería y en el Laboratorio Nacional de Ingeniería Espacial y Automotriz (LNIEA) en Querétaro, el cual se encuentra en construcción y será utilizado para realizar pruebas de precertificación de vuelo en ambientes espaciales, justamente lo requerido por este propulsor.

Por otro lado, Tejada Malpica recibió apoyo de la Red Temática de Investigación del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), Red de Ciencia y Tecnología del Espacio (Redcyte), Fondo MIT International Science and Technology Initiatives (MISTI), del mismo MIT para realizar estancias en el recinto, del Conacyt al ser becario de maestría y, finalmente, por el Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica (PAPIIT) de la UNAM.

Propulsor Hall

"Me involucré en este proyecto durante la maestría porque fue cuando se me dio la oportunidad de entrar al área de propulsión. Anteriormente a la maestría, en la licenciatura, quería relacionarme con este tema, pero no había quién me dirigiera la tesis, fue entonces cuando a la mitad de la maestría se incorporó el doctor Jorge Ferrer y me invitó a colaborar con él en la parte de propulsión del proyecto Quetzal junto al doctor Yu Tang; me dijo que esta parte la quería retomar y que sabía que yo estaba interesado en el tema", comentó.

Asimismo, el investigador, junto con sus asesores, comenzó a desarrollar un propulsor adecuado como propuesta a los requerimientos del microsatélite Quetzal. El propulsor elegido fue de tipo Hall, sobre otros tipos ya existentes, como el resistojet, arcjet, propulsores magnetoplasmadinámicos, coloidales, entre otros. "Consideramos que el propulsor de efecto Hall contaba con una tecnología muy didáctica para comenzar a adentrarnos en la propulsión eléctrica. Era el más adecuado para el microsatélite Quetzal, con base en su funcionamiento, ya que se había utilizado en misiones similares, además de que uno de los requerimientos del proyecto era que fuera un propulsor de baja potencia y los de efecto Hall cumplen con esta característica. En el espacio se utiliza la propulsión eléctrica y el Hall funciona creando un impulso a través de un plasma", agregó.

El propulsor de principio Hall es un dispositivo al cual se le introduce un propelente (combustible), que en este caso es gas xenón. Este propelente con átomos neutros se hace pasar por un circuito magnético del cual las partículas negativas (los electrones) son atrapadas y quedan confinadas en un campo magnético radial y, a su vez, los iones positivos restantes son expulsados hacia el exterior.

Esto se logra también mediante un cátodo, otra parte externa del propulsor que permite la ionización al inyectar electrones dirigidos hacia las partículas confinadas del propulsor y otros dirigidos hacia fuera, para que los iones positivos que están siendo expulsados por el propulsor se mezclen y generen un plasma cuasineutro que produce un empuje, el cual se transmite a través del circuito magnético y, a su vez, a la estructura mecánica del satélite, creando un movimiento del mismo por una propulsión eléctrica en el vacío.

El propulsor tiene un tamaño de ocho centímetros de diámetro por diez centímetros de largo, aproximadamente. Estas dimensiones del propulsor son las necesarias y correctas para el microsatélite Quetzal que hará uso de un solo propulsor, "los requerimientos lo establecen así, porque indican que el propulsor no puede consumir demasiada energía del satélite", comentó Tejada Malpica.

Este propulsor forma parte del sistema de propulsión que también contiene el tanque, el control de suministro de propelente, la unidad de control de propulsión, la unidad de procesamiento de poder y finalmente el propulsor de efecto Hall diseñado por Tejada Malpica.

Este subsistema trabajará en los momentos de desplazamiento que se requieran durante la misión e interactuará con otros subsistemas para poder otorgar movilidad al Quetzal. Estará conectado con el subsistema de potencia y suministro de energía, al subsistema de telemetría, seguimiento y comando, al subsistema de computadora de a bordo, al subsistema de control térmico y al de estructura mecánica.

Fondos y temporalidad

Este trabajo comenzó en 2012 cuando Eric Tejada realizaba su maestría. A finales de 2014, él comenzó la fabricación de este prototipo espacial con la ayuda del experto en manufactura de alta exactitud y precisión, el profesor Miguel Ángel Hernández Alcántara. "Durante el diseño fue muy difícil encontrar información referente al tema porque la mayoría se encuentra restringida, está en libros y artículos costosos en el extranjero o bajo el conocimiento de grandes universidades como el MIT, mismos que nos ofrecieron la oportunidad de realizar dos estancias en el Laboratorio de Propulsión Espacial y el Laboratorio de Sistemas Espaciales para aprender y conocer sobre esta área. Por otra parte, la manufactura del propulsor nos dio nuevos retos y desafíos por la gran precisión que se requería y la gran complejidad de algunos de sus componentes”, afirmó.

Con los fondos otorgados al proyecto, Tejada Malpica tuvo la posibilidad de comprar entre tantos, dos elementos muy importantes de importación para su propulsor: una cerámica especial usada por su alta resistencia al calor y por su baja erosión ocasionada por el plasma generado, y un metal que usará para hacer una pieza que va dentro del propulsor. Los materiales que se utilizan en estas tecnologías son especiales, pues necesitan que no se gasifiquen y que soporten los cambios de altas y bajas temperaturas, gran resistencia y algunas otras características que demanda el ambiente espacial.

El costo del propulsor ha sido relativamente económico y posible de manufacturar en el país. "Si lo comparas con otros propulsores comerciales que andan en el orden de 80 mil dólares, nuestro propulsor al comercializarlo saldría en menos de la mitad de ese costo, lo que lo volvería muy competitivo", explicó.

Este propulsor acaba de ser concluido en su etapa de manufactura y actualmente el proyecto se encuentra en trámites para ser registrado con la patente del diseño. El siguiente paso será la realización de pruebas en el Laboratorio de Propulsión Espacial del MIT que se llevarán a cabo en el mes de enero. Se busca compartir la información referente a su diseño para que más países de Latinoamérica puedan trabajar en este tema.

Finalmente, con base en la información recabada de las pruebas se pretende hacer un protocolo con el fin de mejorar el diseño y hacer pruebas a nivel nacional. "En el LNIEA se encuentra el Laboratorio de Propulsión Espacial y Termovacío, el cual contará con una cámara de vacío en el que se harán las pruebas de los siguientes propulsores que desarrollaremos", comentó el maestro Tejada.

Una de las razones por la que se comenzó a hacer este propulsor tipo Hall tiene que ver con limitaciones que México ha tenido al estar restringido en adquirir algunas tecnologías como lo podría ser un propulsor espacial, "si desarrollamos los conocimientos de ingeniería y de sistemas espaciales necesarios, entonces podemos crear nuestra propia tecnología y no tener que depender de otros países. Con este propulsor queremos crear las bases de una independencia tecnológica para el país", concluyó.

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Yohana Ríos

Tepic, Nay, 19 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- Un equipo multidisciplinario de estudiantes del Instituto Tecnológico de Tepic (ITT) diseñó un fraccionamiento sustentable con un sistema constructivo que emplea botellas de politereftalato de etileno (PET), que les hizo acreedores al primer lugar en la categoría Internacional de la Feria Tecnológica del Centro Paula Souza (Feteps) 2015, celebrada en São Paulo, Brasil.

Ishi Zohar Mercado Velázquez, estudiante de Ingeniería Civil; María José Lozano Cruz, de Ingeniería Química; Fabián Chavarín Santos y José Ramón Zavalza Serratos, ambos estudiantes de Arquitectura, conformaron el equipo multidisciplinario que con la asesoría de la doctora en Ciencias Naturales y Biopsicosociales, María de Lourdes Vázquez Magaña, diseñaron el fraccionamiento Eco-Sec Desarrollo Urbano Sustentable en la localidad rural de Francisco I. Madero Puga, en Tepic, Nayarit, diseño que alberga 280 viviendas aproximadamente.

Mercado Velázquez fue quien diseñó el sistema constructivo a base de botellas de PET. Si bien el modelo ya existe, la estudiante de último semestre de Ingeniería Civil, explica que hizo modificaciones para que la construcción se asimilara a una convencional, con el propósito de que las personas se familiarizaran con la edificación y no se resistieran a habitar esta vivienda sustentable.

“Para empezar los muros son del ancho de un muro convencional, para lograr ese grosor teníamos que cortar la botella y esto lo hicimos para que nuestras casas no parecieran diferentes a la vista; cuando nosotros planteamos este sistema constructivo, la primera incógnita fue cómo tapar la botella y propusimos una capa de mortero (combinación de cemento y arena). Nos dimos cuenta que la botella, al ser completamente lisa, corría el riesgo de expulsar el mortero, porque este tiene que estar sobre una superficie rugosa para quedarse fijo, debido a que el mortero pega por adherencia. Entonces para solucionar esto, lo que propusimos fue colocar una capa de mortero en la parte inferior y superior de 2.5 centímetros, colocar un alambre recocido, de tal forma que sirviera de agarre entre la parte superior e inferior e hiciera una especie de candado”, explicó.

Manos a la obra

Cada una de las botellas empleadas en la construcción de la vivienda serán rellenadas con la arena producto de la excavación en la zona y tendrán un acomodo semejante a un panal de abejas, informó Mercado Velázquez. Añadió que el sistema de marcos de la casa se construirá de cemento, pues “es la parte estructural que hace que la vivienda sea segura”; sin embargo, en el futuro someterá las columnas y trabes de PET para comprobar su resistencia estructural.

Mientras tanto, los muros de PET serán cubiertos por un aplanado de arena, cal y cemento que conseguirá que a la vista luzca como una pared convencional, “las botellas se van a pegar entre ellas con mortero y una vez que estén así se van a aplanar con una capa de 1.5 centímetros”, añadió.

Se estima que este sistema de autoconstrucción disminuiría el costo de la vivienda de 37 mil a 30 mil dólares.

Diseño bioclimático

El proyecto es de viviendas con dimensión estándar para familias de clase baja-alta (D+) y media-baja (C-); de acuerdo con los estudiantes de Arquitectura, las casas se construirán en el centro del terreno dejando un espacio considerable entre cada una de ellas, con el propósito de evitar el aglutinamiento en la zona.

“Nosotros nos basamos en un diseño bioclimático, porque cuando se diseña una casa se deja de lado elementos naturales y las casas tienden a necesitar de medios artificiales para climatizar el hogar, como el aire acondicionado y ventiladores, que generan un costo en energía eléctrica. Además nosotros como arquitectos queremos atacar los desarrollos urbanos que se hacen a desmedida, donde simplemente se convierten en una repetición de viviendas y no se da este sentido natural”, aseguró Zavalza Serratos.

“Dejar espacio a los lados (de las viviendas) porque ahora como se proyectan las casas es una junto a otra y eso impide la circulación del aire”, añadió Chavarín Santos.

En estos hogares se aprovechará la iluminación y ventilación natural, además se brindará un valor agregado a los materiales que abundan en la zona.

“Manejamos también cierta decoración en las fachadas, porque hemos encontrado en el lugar donde hicimos el estudio una serie de piedras, laja, cantera y obsidiana, y para no desecharla se utilizará de manera decorativa”, agregó Zavalza Serratos.

El diseño de las ventanas es a base de marcos inclinados para conseguir el rebote de los rayos del sol, y con esto evitar el aumento de temperatura en el interior y que la iluminación deslumbre a las personas.

Por su parte, la asesora del proyecto y profesora de la asignatura de diseño bioclimático en el ITT, María de Lourdes Vázquez Magaña, aseguró que el propósito fue utilizar sistemas no agresivos con el medio ambiente y que prueba de ello es la pintura que se aplicará en las viviendas.

“(La pintura) es cal con pigmentos naturales y un producto que tiene la función de adherente. Esto reduce los costos, digamos que en 70 por ciento a comparación de una pintura convencional, prácticamente se gasta en mano de obra y un mínimo del material. Ejemplo de ello es que un saco de cal equivale a unas cinco o seis cubetas de pintura”, aseveró.

Uso de ecotecnias

El uso de las ecotecnias refuerza el nombre y el propósito de este fraccionamiento; las técnicas están desarrolladas para aprovechar eficientemente los recursos naturales, y fue María José Lozano Cruz, estudiante de Ingeniería Química, quien diseñó y ajustó algunas de ellas para que su uso fuera aún más eficiente en la zona.

El tratamiento de aguas grises que diseñó Lozano Cruz para Eco-Sec es a través de un biofiltro que purificará las aguas que resultan del uso doméstico, como el lavado de utensilios y de ropa, así como el baño de las personas.

“Este sistema es subterráneo, consiste en un sistema de almacenamiento donde todas las aguas grises llegan por medio de una tubería a ese tanque; hay una malla que permite que los sólidos más grandes queden retenidos y una inclinación entre 45 y 60 grados para que el agua fluya; después pasa a una trampa de grasas donde, por densidad, todo lo que es grasas, aceites y grasas de los jabones suben. Posteriormente llega al tratamiento, que es una jardinera donde el sustrato de la planta está compuesto por arena, tierra y tezontle para que aumente el tiempo de retención de agua y todas las partículas que hayan quedado de un tamaño considerable queden atrapadas, porque el tezontle es poroso”, aseveró.

La planta que eligió es de humedal y se llama Nea, Lozano Cruz explicó que esta planta purifica el líquido gracias a que consume entre 70 y 95 por ciento de los contaminantes como nitrógeno y fósforo; el agua limpia será almacenada para que los residentes de la vivienda puedan utilizarla en diferentes actividades, excepto, beberla.

El plan de manejo de residuos sólidos lo diseñó con base en la Ley General para la Prevención y Gestión Integral de los Residuos y en la NOM-083 de la Semarnat. La estudiante proyecta que el camión recolector de basura tenga dos depósitos, uno para los desechos orgánicos y otro para los inorgánicos; mientras que aquellos que tengan un valor económico serán comercializados para que ingresen recursos a la comunidad. Por otra parte, la materia orgánica se convertirá en composta que abone los jardines y los huertos de hortalizas que tendrá cada vivienda.

Por último, se adaptó un sistema de captación de agua pluvial para que los habitantes también aprovechen el líquido. Lozano Cruz resaltó que estas ecotecnias permitirán que el costo diario de las viviendas disminuya, beneficiando así la economía de las familias.

Primera de tres etapas

El proyecto con el que concursaron en la Feteps 2015 solo abarcó la primera de tres etapas de este fraccionamiento, los estudiantes y la asesora continúan trabajando para que el asentamiento sea una realidad en la zona estudiada, incluso proyectan que el modelo se reproduzca en otros estados y países.

En la segunda y tercera etapas se trabajará en las infraestructuras restantes y los servicios, como zonas de pavimentación, construcción de escuelas, iglesia, centro de ventas, relleno sanitario y, por último, el tratamiento de las aguas negras.

Casas contaminantes

La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (Semarnat) fomenta nuevas alternativas en la construcción de asentamientos urbanos. Ecohábitat, experiencias rumbo a la sustentabilidad documenta que construir una casa con técnicas convencionales basadas en el uso del cemento y el acero significa emitir a la atmósfera 478 kilogramos de dióxido de carbono por cada tonelada de cemento, mismos que necesitarían una cuarta parte de hectárea de árboles adultos para ser capturados.

El documento agrega que, considerando que una casa de tamaño medio usa más de veinte toneladas de cemento, se necesitarían por cada una de ellas cinco hectáreas de bosque para contrarrestar solo los efectos de la contaminación causada por el dióxido de carbono, sin contar las otras consecuencias de su construcción, ejemplo, plomo en pinturas, tóxicos volátiles en solventes, pegamentos, plásticos y, lo más importante: un enorme consumo de combustibles fósiles, tanto en la fabricación de la casa, como en su operación y su consecuente emisión de tóxicos al aire, agua y suelo.

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Detalles

Categoría: Tecnología

• Dioreleytte Valis

Tuxtepec, Oax, 19 de diciembre 2015.- (aguzados.com).- José Luis Meneses González, egresado del Instituto Tecnológico de Tuxtepec, desarrolló un proyecto que permite el diseño y fabricación de prótesis de manos y brazos mediante impresión tridimensional (3D), para ayudar principalmente a menores de familias de bajos recursos. 

A través de una incubadora de proyectos, el joven ingeniero obtuvo financiamiento del Instituto Nacional del Emprendedor (Inadem) para adquirir dos impresoras 3D, que son el equipo principal que emplea para la manufactura de las piezas.

La ventaja del uso de prótesis creadas a través de la impresión 3D es su bajo costo, que fluctúa entre dos mil y cinco mil pesos, que es accesible para personas de bajos recursos. En contraste, una prótesis fabricada por métodos convencionales tiene un precio mínimo de 15 mil pesos, que puede elevarse hasta 100 mil cuando son importadas.

Aunque las prótesis desarrolladas por Meneses González las puede utilizar cualquier persona, resultan ideales para niños, debido a que su etapa de crecimiento demanda su constante reemplazo y ajuste.

Egresado de ingeniería en electrónica, Meneses González ha invertido su tiempo en estudiar de forma autodidacta diseño industrial, con la finalidad de enriquecer su conocimiento en la fabricación y diseño de las piezas. Es parte también de la comunidad E-Nable que se dedica a brindar apoyo con prótesis de impresión 3D, y ha recibido colaboración por parte de asociaciones como Choca esos 5, de Colombia.

Tecnología para devolver la sonrisa a un menor

La fabricación de la prótesis de mano requiere poco más de dos semanas. Las medidas de la extremidad pueden obtenerse mediante un molde en yeso, o si se trata de un beneficiario a distancia, por medio de fotografías en donde se muestren las longitudes con una cinta métrica. El diseño virtual de la prótesis se ejecuta en programas como Autocad o Inventor, para continuar con la fase de impresión 3D que tiene una duración de 48 horas, en promedio, dependiendo de la complejidad de las piezas. El armado o ajuste final de la prótesis también lleva un par de días, detalló el ingeniero Meneses González.

Tecnología y conocimiento solidario

E-nable es una comunidad mundial sin fines de lucro que trabaja por medio de Internet, cuyo objetivo es la búsqueda de propietarios de impresoras 3D que participen voluntariamente en la fabricación de prótesis de manos, los denominados makers, conformando así una comunidad que vincula al voluntario y la persona que necesita la prótesis. La finalidad de la red E-nable es la asistencia a través de la tecnología para lograr la inclusión social de las personas que han resultado afectadas en algunas de sus extremidades.

El proceso para fabricar una pieza de cualquier índole consiste en realizar el diseño asistido por computadora, el cual indica las coordenadas que funcionan mediante codificación digital, y es así como el modelo plasmado en la computadora se traduce a ese código. La impresora recibe las coordenadas y crea las piezas mediante el uso de una extrusora, el engrane pasa una boquilla caliente y derrite el plástico que, finalmente, después de unas horas se convierte en la pieza diseñada.

El filamento a base de plástico utilizado en las impresoras 3D, particularmente para la fabricación de prótesis, es el ABS o PLA. Otros materiales que exige su manufactura son los tensores transparentes, los cuales hacen la función de tendones, el velcro para el ajuste de la prótesis e hilos resistentes como el de cáñamo. También se puede incorporar robotización a la prótesis mediante sensores de movimiento muscular, en donde al momento de detectar un cambio de presión en la extremidad, el circuito integrado detecta la señal e inicia la actuación de los dedos.

Finalmente, Meneses González comentó que continúa trabajando en la vinculación del proyecto con asociaciones y centros médicos que requieran este tipo de asistencia. Para concluir, él lamenta que en México son pocos los voluntarios o makers en comparación con la demanda de prótesis para personas que resultan afectadas de sus miembros por pérdida de movilidad o amputación.

CONTACTO:

Ingeniero José Luis Meneses González. Correo electrónico: Esta dirección de correo electrónico está siendo protegida contra los robots de spam. Necesita tener JavaScript habilitado para poder verlo.

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