Energías limpias y tecnología para la agricultura en Expo Ingenierías 2018

Las innovaciones tecnológicas aplicadas a la generación de energías limpias y la producción agrícola fueron las propuestas más reconocidas en la XV Expo Ingenierías TecNM-QRO 2018, organizada por el Instituto Tecnológico de Querétaro (ITQ) —que pertenece al Tecnológico Nacional de México (Tecnm)—, la Secretaría de Educación del Estado de Querétaro, el Instituto Tecnológico Superior de Huichapan (Iteshu) y la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM).

El miembro del comité organizador por parte de la academia de mecatrónica del ITQ, Hernando Chagolla Gaona, destacó que esta edición, donde se registraron 42 proyectos tecnológicos de diferentes instituciones del país, tuvo como objetivo que los estudiantes generaran propuestas de solución a problemáticas que enfrenta el desarrollo social, gubernamental, de servicios e industrial.

Energías limpias y tecnología para la agricultura en Expo Ingenierías 2018

Proyectos ganadores

El primer lugar en la XV edición de la Expo Ingenierías TecNM-QRO 2018 fue para los estudiantes de ingeniería en electrónica del ITQ, Víctor Hugo Bautista Rodríguez y Gustavo Acosta López, quienes desarrollaron un sistema de supervisión integral para generadores eólicos, que tiene el objetivo de caracterizar la cantidad de energía, el almacenaje y su eficiencia.

El estudiante del ITQ, Gustavo Acosta López, destacó que en la actualidad existe una carencia de precisión para realizar mediciones y monitoreos de estos sistemas, por lo que se propuso una solución tecnológica basada en la electrónica que además resultara no invasiva para los generadores.

“Este proyecto surgió porque en el estacionamiento del ITQ tenemos un generador eólico que produce energía, pero que no sabemos cuánta produce al mes o al año. Lo que proponemos es un sistema con sensores no invasivos que permitan medir las variables como la energía de la batería, el voltaje del aerogenerador y con anemómetro la velocidad o dirección del viento”.

Este proyecto surgió porque en el estacionamiento del ITQ tenemos un generador eólico que produce energía, pero que no sabemos cuánta produce al mes o al año.

Indicó que a través de tarjetas electrónicas, se adecúan las señales que envían los sensores a los rangos de un microcontrolador que censa las variables en un periodo determinado de tiempo, con lo que establecen promedios que pueden ser interpretados por cualquier usuario.

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“Las variables son enviadas mediante señales de radio a través de antenas con un alcance de hasta tres kilómetros. La información puede ser captada por cualquier computadora. Lo que se hizo fue instrumentar el aerómetro de una manera no invasiva al sistema. Con este dispositivo se puede conocer el estado actual de las baterías y su voltaje, para cotejar la potencia, el costo y ver para qué puede ser utilizada esta energía. Es parte de mi proyecto de residencia, la idea es diseñar dos aerogeneradores para el ITQ, poder caracterizarlos con este sistema, medir su eficiencia con diferentes tipos de aspas y generar un monitoreo”.

El estudiante de ingeniería electrónica del ITQ, Víctor Hugo Bautista Rodríguez, abundó que, como parte de la investigación realizada para este sistema de medición de energía, se diseñó, además, un fisurómetro que permite medir cargas e identificar fisuras en muros estructurales.

“En la actualidad, los ingenieros miden con una regla y hacen hoyos en las estructuras para determinar el ancho de las fisuras. Como parte del proyecto del sistema para el aerogenerador se diseñó un sistema que, a través de una cámara y una computadora, captura imágenes de las estructuras con procesamiento en tiempo real, para conocer el número de fisuras, el área que ocupan, la velocidad de crecimiento, entre otros parámetros”.

Puntualizó que los datos que genera este sistema pueden ser almacenados y enviados a terminales remotas que requieran esta información.

“Este sistema tampoco es invasivo para las estructuras. La idea de diseñarlo fue la prevención de fisuras que pudieran alterar el funcionamiento de los aerogeneradores. En nuestra formación como electrónicos se nos instruye para la medición de energía, como tensión y corriente, pero al final de la carrera se nos impulsa a que vayamos explorando nuevas aplicaciones y contemplar otros factores mecánicos que puedan ser cuantificables”.

El segundo lugar en esta edición de la Expo Ingenierías fue dividido en dos proyectos enfocados en ofrecer alternativas al sector agrícola.

El estudiante de la maestría en ingeniería del área de Automatización y Sustentabilidad del Instituto ITQ, Diego Eduardo Acuña Moreno, fue reconocido por el diseño de un sistema electrónico inteligente ahuyentador de plagas de roedores, que surgió ante la problemática que existe en el sector agropecuario en la etapa de almacenamiento de granos.

“Existen roedores que consumen el producto en las bodegas, lo que puede generar focos de infección y enfermedades para los seres humanos. Este dispositivo consta de tarjetas embebidas, sensores pasivos infrarrojos y de voltaje, programación y librerías de visión artificial, así como redes neuronales. Todo esto con la finalidad de detectar estos animales desde que pretenden ingresar al lugar y disuadirlos de forma no agresiva por medio de frecuencias senoidales; con esto evitamos matarlos con venenos, esto es importante porque ellos son alimento de otras especies en el ecosistema”.

Indicó que este sistema tiene un alcance aproximado de 500 metros cuadrados, con los que se pueden cubrir no solo bodegas de almacenamiento en el sector agrícola, sino además otro tipo de escenarios como mercados, salones de clase, cocinas y restaurantes.

“Estamos hablando de una tecnología que además no genera residuos tóxicos. Desde que entré al posgrado estoy desarrollando este proyecto y ya inicié el trámite de patente. La idea es que no sea un prototipo que quede guardado en un cajón, sino que tenga una utilidad en el sector agropecuario o la industria y los servicios”.

Otro proyecto que recibió el segundo lugar fue un sistema de agricultura inteligente Proyecto ahuyentador de pájaros, de los estudiantes de ingeniería en mecatrónica del ITQ, Pedro Ismael Campos Bautista, Óscar Segura Chávez y María Fernanda González Hernández, el estudiante Óscar Segura Chávez indicó que el dispositivo se compone de tres circuitos, una cerradura que controla el sistema de riego y otro que ahuyenta a los pájaros.

“El sistema comprende tres sensores de humedad que activan una bomba de agua cuando el cultivo esté seco. Hay un cuarto sensor que sirve para medir la cantidad de agua que existe en el tanque para que no se queme si está vacío. El último es un sistema antipájaros que detecta la llegada de aves u otros animales que a través de un zumbador (buzzer) los ahuyenta, esto lo hicimos porque ya habíamos trabajado un proyecto para cultivar lechuga pero los pájaros se las comían. Con este dispositivo se van sin causarles un daño”.

Los estudiantes de la carrera de arquitectura del Instituto Tecnológico Superior de Huichapan, Germán Olvera Yáñez, Juan Antonio Cabañas Martínez, Guillermo Rubio Reina, Hans Camacho Camacho, Pablo Dimas Dimas, Rocío Ramírez García y Juan Felipe Martínez Fuentes, diseñaron el biodigestor casero Eco-Tank Alzado 1.1 que permite la generación de gas metano a partir de desechos orgánicos en el hogar.

La idea fue proponer una fuente de energía limpia que se pudiera instalar fácilmente en el hogar. El diseño de este biodigestor parte de un contenedor cerrado, hermético e impermeable, donde se deposita un material orgánico a fermentar, en este caso desechos de origen vegetal que no sean ácidos y algunos de animal, como la cáscara de huevo, en una determinada dilución de agua, aproximadamente un tercio del contenido total. Todo esto para la producción de gas metano utilizable en enseres domésticos como las estufas o los calentadores; al mismo tiempo, los desechos del biodigestor pueden servir como fertilizante orgánico”.

Este dispositivo tiene además tres válvulas, una para introducir los residuos, otra para el depósito del agua y la tercera que regula el gas metano producido, además de un manómetro y un regulador para medir la intensidad de la presión.

“Nuestro biodigestor está elaborado con materiales reciclables y no genera olores. El prototipo que estamos presentando tiene la capacidad de ahorrar hasta 30 por ciento el consumo de gas licuado de petróleo (LP), que puede aumentar con un diseño más grande”.

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