De acuerdo con algunos especialistas, cada vez estamos más cerca de la cuarta revolución industrial, que incluye diversas tecnologías e industrias, entre las cuales destacan: impresión 3D, inteligencia artificial, biotecnología, realidad aumentada, nuevas tecnologías computacionales, neurociencias y sensores. En esta edición de nuestro Miércoles de CTI, te hablaremos sobre los sensores (también llamados captadores), tecnología que desde hace décadas nos ha acompañado pero que ahora se perfila como un imprescindible aliado del internet de las cosas (IoT).

La «invasión» de los sensores

Se trata de dispositivos constituidos por componentes pasivos (aquellos que varían su magnitud en función de alguna variable, los hay resistivos, inductivos…) y componentes activos (aquellos que proporcionan excitación eléctrica, ganancia o control, como piezoeléctricos, de efecto Hall…), diseñados para captar información relativa a una magnitud (temperatura, peso, humedad, presión, movimiento…) del exterior (respecto al propio dispositivo) y convertirla en otra magnitud (normalmente eléctrica) que se puede cuantificar y manipular.

Por lo que respecta a los tipos de sensores, tenemos sensores de contacto, por ultrasonido, de movimiento, de deslizamiento, de velocidad, de corriente, de temperatura, de humedad, magnéticos, de presión, para automoción, de proximidad, entre otros. Cada tipo cumple con diferentes funciones, pero todos cuentan con las mismas 14 características, que determinan la calidad del sensor; cabe destacar que de la aplicación que se dará al sensor dependerá la mayor o menor importancia que en el diseño del sensor se le dé a cada una de estas características:

• Linealidad.
• Precisión.
• Sensibilidad.
• Repetitividad de la medida.
• Poder de resolución.
• Intercambiabilidad.
• Estabilidad a largo plazo.
• Resistencia a los contaminantes físicos o químicos.
• Tiempo de respuesta.
• Capacidad de recuperación.
• Tamaño.
• Encapsulado.
• Electrónica integrada.
• Salidas procesables.

Los nuevos avances tecnológicos facilitan que haya más sensores a nuestro alrededor, día a día llegamos a interactuar con cientos de sensores sin siquiera darnos cuenta: los encontramos en relojes, celulares, refrigeradores, aires acondicionados, automóviles, computadoras y más; asimismo, conforme evoluciona la ciencia, la vida se va rodeando de más sensores para mejorar los procesos en el funcionamiento de fábricas, en la medicina para ayudar a pacientes con problemas de memoria, en los ecosistemas para controlar las condiciones específicas de diferentes tipos de plantas, etcétera.

Los aliados invisibles en la toma de decisiones

¿Alguna vez imaginaste que una prenda regularía la temperatura de tu hogar? Pues ya es posible: una investigación desarrollada por la empresa española Baxi (dedicada a la climatización) y La Salle-Barcelona de la Universidad Ramon Llull desarrollaron el primer vestible que cumple con esa función. Esto fue logrado gracias a la combinación de dos grandes tecnologías, el IoT y los sensores, con el fin de lograr una climatización personalizada. El funcionamiento de Baxi Project consiste en cuatro sensores colocados en las axilas, los cuales miden la temperatura central y la humedad, mientras que en las muñecas captan la temperatura de la superficie, siendo la que reacciona a los cambios térmicos y pronostica cuándo la persona comienza a tener frío o calor. Ya con los datos recogidos se sincroniza con la nube y se envían a la aplicación móvil, que transmite la información a los diversos equipos de climatización del hogar. Esta es una de las múltiples funciones que tienen los sensores en el área de la domótica, siendo los hogares donde regularmente se emplea.

Por otra parte, ¿cuántas veces has llegado tarde a tu destino por el tráfico? En España, un grupo de investigadores de la Universidad Politécnica de Madrid, desarrollaron un algoritmo para la toma de decisiones que se aplica a sistemas inteligentes de transporte, con el fin de reducir el tráfico en las carreteras. Dicho proyecto funciona por medio de los datos de tráfico que aporta una red de sensores desplegados en las vías de circulación, siendo el algoritmo capaz de recomendar a los conductores la mejor ruta, y así evitar perder tiempo y poder llegar a su destino sin retraso. Seguramente muchos se preguntan: ¿cuándo llega a México?

De igual manera, la empresa Bosch (líder mundial en tecnologías y servicios) pretende optimizar los tiempos para encontrar un lugar de estacionamiento, pues más del 30% de tráfico en la ciudad se debe a que los automóviles están buscando en dónde estacionarse. La empresa alemana plantea que para 2020 existan sensores especiales de ocupación en plazas de estacionamiento que detecten e informen al conductor sobre los lugares disponibles. Con esto se busca conectar el mayor número de automóviles posible, pues este sistema de estacionamiento, que funcionaría mediante el IoT, abona para la consolidación de las ciudades inteligentes.

Además, los sensores cuentan con diversas funciones, como monitorear el ritmo cardiaco de las personas, activar la iluminación en un lugar, detección de fugas, percibir el acercamiento de un individuo u objeto, localización de seres vivos, evitar poner el riesgo la salud de un bebé, mejorar procesos industriales y un sinfín de acciones que forman parte de nuestra vida diaria.

¿Una ventaja se puede convertir en desventaja?

La cámara termográfica es una herramienta que por medio de un sensor térmico percibe todos los cuerpos que emiten radiación infrarroja y son imposibles de detectar para el ojo humano; esto implica muchas ventajas para la prevención de situaciones no deseadas, como fugas, lesiones internas, calentamiento de componentes eléctricos y más. ¿Pero qué pasaría si afuera de tu domicilio se encuentra una persona con una cámara termográfica y empieza a inspeccionar tu hogar a través de las paredes?, ¿invadir tu privacidad es una ventaja?

En resumen, los sensores son el medio por el que podemos conocer las señales que representan valores del sistema, siempre y cuando podamos adquirirla mediante un medio físico o en algunos casos mediante técnicas indirectas, nos proporcionan información de los estados del sistema, y gracias a esto podemos controlar un sistema de manera automática o mediante un control por usuario. Prácticamente, los sensores están invadiendo todas las áreas, a pesar de no verlos, están en todos lados y llegaron para mejorar la calidad de vida de las personas, el funcionamiento de las industrias, el control de los procesos… siempre y cuando se les dé el uso adecuado.

Alfredo Careaga (Difusión y Comunicación, PIT-UAS)