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Sensor que identifica materiales obtuvo patente de invención

La Superintendencia de Industria y Comercio (SIC) otorgó protección a un sensor de bajo costo que mediante ondas sonoras diferencia entre acrílico, vidrio, aluminio, goma y latón.

Medellín, 28 de junio de 2018Agencia de Noticias UN-

Para usar el sensor se requiere de entrenamiento. Fotos: cortesía Jovani Alberto Jiménez Builes.

El sensor capta la señal reflejada por el material analizado, la cual se visualiza en un equipo denominado osciloscopio.

En una pantalla se observan ecos generados desde el momento en que se emite la onda sonora hasta que se disipa.

Se hicieron pruebas para identificar materiales como la goma.

El prototipo tiene aplicación en el sector automotor, para identificar vidrio y latón.

La patente está vigente hasta 2035.

El sensor, que se utilizaría especialmente en la industria automotriz, es de forma cilíndrica y tiene una cara plana que al ubicarla cerca de un objeto detecta el material, cuyo nombre aparece en una pantalla. La identificación se hace con base en la emisión de una onda sonora que varía la rapidez de su atenuación según el objeto inspeccionado. Dicha onda, de 120 kilohertz (kHz), no es perceptible por los seres humanos, quienes solo captamos entre 20 hertz (Hz) y 20 kHz.

Para la detección de materiales, los creadores de esta invención le apostaron a las ondas sonoras, por su bajo costo. Ellos son el magíster en Ingeniería – Ingeniería de Sistemas, Juan José González España, y el profesor Jovani Alberto Jiménez Builes, del Departamento de Ciencias de la Computación y la Decisión, de la Facultad de Minas de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.) Sede Medellín.

A diferencia de los sistemas de visión, en los que es necesario que el objeto a monitorear sea visible, el nuevo mecanismo admite incluso que los elementos estén obstruidos por otros, explica el magíster González.

El funcionamiento del sensor, basado en análisis matemático, también requiere de un circuito electrónico –desarrollado como parte de la investigación– que debe ir conectado a una fuente de energía, ya sea baterías, un interruptor o electricidad.

El circuito convierte la energía, y una pieza denominada “transductor” la transforma en la señal sonora que se emite al material, el cual la devuelve y la convierte a señal eléctrica. Finalmente el sistema procesa datos que llegan a un microcontrolador –similar a un computador pequeño– que identifica el material mediante un algoritmo.

Entre las diversas aplicaciones del sensor está la de establecer cuándo hay uniones o separaciones entre partes de autos, como un caso que se conoció durante el estudio.

Se trató de una empresa colombiana de ensamble de automóviles en la que algunas veces se produjeron fisuras en el pegamento utilizado para ajustar el vidrio, además de dificultades para conocer a tiempo si el adhesivo quedaba bien puesto o era necesario removerlo.

No obstante, el prototipo también es útil para monitorear procesos químicos y determinar cuándo una muestra pasa de un estado a otro; incluso tiene potencial en la industria láctea para identificar bacterias o fisuras en las cajas, aegura el profesor Jiménez Builes, quien dirigió la tesis.

La posibilidad de utilizar el sensor en diversos análisis es importante en general para garantizar la calidad de productos o procesos como automatizar un procedimiento para disminuir la subjetividad de la valoración de un inspector humano. “En una etapa específica, el sensor podría determinar si la labor se desarrolló con exactitud y según lo deseado”, ejemplifica el investigador González España.

Aunque la identificación de materiales mediante ondas sonoras ya se ha trabajado, la principal innovación del prototipo construido es el bajo costo computacional, es decir que no requiere de computadores o equipos especializados para que pueda reconocer los materiales.

Otra ventaja es que se puede implementar en microchips que se podrían llevar al desarrollo de robots que realicen la labor de manera automática. Además se destaca su bajo costo, 1.500.000 pesos, valor mucho menor a los sensores convencionales similares, cuyo precio es cercano a los 50 millones de pesos.

El proyecto se ha expuesto en congresos de Alemania, Australia, Escocia, España, Estados Unidos, Italia y Japón. El prototipo se elaboró como parte del trabajo del Grupo de Investigación y Desarrollo de Inteligencia Artificial (Gidia) de la U.N. Sede Medellín.

La patente al proyecto denominado “Método y equipo sensor ultrasónico para la identificación de materiales con base en la duración de reverberaciones”, fue otorgada por la SIC mediante la Resolución 43793, del 22 de junio de 2018. La protección estará vigente hasta el 13 de mayo de 2035.

Para el investigador González España este logro “es un apoyo importante y motivo de gran satisfacción. Creo que es fruto del esfuerzo para que este proyecto saliera adelante”.

(Por: Fin/KAGG/MLA/LOF
)
N.° 826

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