La electrónica invisible

Cuando iba al colegio me gustaban las matemáticas y se me daban más o menos bien, así que cuando tuve que pensar qué estudiar busqué una carrera en la que las matemáticas tuvieran un peso importante y, casi por eliminación, llegué a la Ingeniería Industrial. También tuvo algo que ver que mi padre era ingeniero técnico industrial, camino que seguí yo en primer lugar y, después, dos de mis hermanos y mi hijo.

Soy de la 5ª promoción de la ETSII de Gijón, la primera que estudió íntegramente en el campus actual. Para la puesta en marcha de la Escuela se recurrió en parte a profesores que vinieron a Asturias de manera temporal, y como además los estudios estaban en expansión, había mucho interés en la contratación de egresados de la propia Escuela que contribuyeran a la consolidación del profesorado. Esto me dio la oportunidad de incorporarme al Área de Tecnología Electrónica al finalizar mis estudios, en la que soy profesora desde el curso 1988-89.

La actividad investigadora del Área de Tecnología Electrónica de la Universidad de Oviedo ha estado ligada fuertemente a la Electrónica de Potencia; más en concreto a una parcela muy concreta que son los sistemas electrónicos de alimentación. La energía eléctrica se distribuye a los puntos de consumo (nuestros hogares, lugares de trabajo o espacios de ocio) como tensión alterna, normalmente de 220-230 V y 50 Hz (en Europa). Hay algunos equipos que pueden consumir directamente la energía en este formato, por ejemplo, las antiguas bombillas incandescentes o las estufas de infrarrojos, pero lo más habitual es que los equipos que queremos alimentar tengan "electrónica" dentro y, por tanto, es necesario adaptar ese formato a otro diferente. Ahí es donde entran los sistemas de alimentación, que son los encargados de realizar esta adaptación. Esta es una parte de cualquier equipo electrónico que normalmente pasa desapercibida para el usuario, pero en muchas ocasiones supone un auténtico cuello de botella para el desarrollo de los equipos electrónicos que conocemos. Por poner un ejemplo, las grandes empresas fabricantes de procesadores para computación (Intel, AMD, Nvidia) tienen equipos de ingenieros especializados en el diseño del sistema de alimentación de sus nuevos dispositivos microprocesadores, que tienen que cumplir estrictas condiciones de funcionamiento. Y alguno de estos ingenieros se ha formado en la EPI de Gijón.

La movilidad eléctrica, la descarbonización de los procesos productivos, el desarrollo de comunidades energéticas y smart-cities, entre otros, están demandando profesionales formados que van a estar implicados en una auténtica revolución

Pertenezco al grupo de investigación en Sistemas Electrónicos de Alimentación (SEA). A lo largo de los años el foco de la investigación del SEA se ha ido moviendo, siempre en el contexto de los sistemas de alimentación. A finales de los 80 y principio de los 90 el principal objetivo era reducir el tamaño de estos sistemas; el mayor esfuerzo se hacía en la propuesta de nuevos circuitos que permitieran cumplir con esta misión, de manera que empezaron a utilizarse de manera generalizada las fuentes de alimentación "conmutadas" que, frente a las anteriores que se denominaban "lineales" tenían un mejor aprovechamiento de la energía y, por tanto, se calentaban menos y se podían hacer más pequeñas. La proliferación de este tipo de fuentes generó, a su vez, un problema de contaminación en la red de distribución eléctrica, ya que la forma en la que se consumía la energía distorsionaba de manera grave la tensión en el punto de consumo. Aparecieron normas de obligado cumplimiento y un nuevo nicho de trabajo, la propuesta de circuitos que cumplieran con estas normas. Esto coincidió con una etapa en la que manteníamos una relación intensa con uno de los grupos del Centro de Investigación Corporativo (CRC) de la empresa Alcatel. La colaboración con las empresas del sector es una característica distintiva de muchos grupos de investigación en ingeniería, porque nuestra investigación es, casi siempre, aplicada a la resolución de problemas reales, siendo muy importante que esa investigación esté correctamente enfocada para que después se pueda transferir a la empresa. Esta transferencia no siempre es fácil (más bien al contrario), porque hay una gran distancia entre la "idea" que resuelve un problema y su materialización práctica en un "producto" fabricable. Es por eso que la relación con el CRC de Alcatel fue extraordinariamente productiva tanto desde el punto de vista de la investigación como de la transferencia, porque nos permitió proponer, validar y transferir propuestas muy novedosas que posteriormente la empresa estaba en condiciones de proteger mediante patente e implantar en sus productos.

La aparición del diodo LED como elemento no solo de señalización sino también de iluminación muestra otro ejemplo del tipo de actividades que desarrollamos habitualmente. La iluminación es una gran consumidora de energía y los diodos LED de iluminación permitían prever un drástico ahorro energético, pero la generalización de su uso no fue, ni mucho menos, inmediata, y varios grupos del Campus de Gijón trabajamos en la propuesta de circuitos que permiten un uso más seguro y fiable de este dispositivo. El caso del uso del diodo LED para iluminación ilustra perfectamente cómo se van produciendo los avances en nuestra disciplina: a través de los dispositivos y a través de los circuitos; nuevos dispositivos generan nuevas necesidades y, a su vez, nuevas oportunidades, y no puede obtenerse rentabilidad tecnológica de estos dispositivos si simultáneamente no se desarrollan circuitos electrónicos que sean capaces de manejarlos de manera óptima. Una vez más, es esencial la colaboración con empresas que definan claramente los problemas y que implanten las soluciones propuestas.

Uno de los grandes retos que aborda la sociedad actual es la situación de emergencia climática. La sustitución de los combustibles fósiles por otros sistemas de generación de energía respetuosos con el medio ambiente es un enorme desafío cuyo abordaje pasa ineludiblemente por la Electrónica de Potencia. Estas fuentes de energía se caracterizan, fundamentalmente, porque no tienen una disponibilidad constante y suficiente a lo largo del día o de las estaciones. Es necesario, por tanto, almacenar energía cuando hay exceso de generación para poder cubrir la demanda en cualquier momento. En todos esos procesos de generación, almacenamiento y transporte hay que hacer diferentes transformaciones en el formato de la energía, y, sin duda, en alguna de las etapas del ciclo que va desde la generación al consumo habrá uno o varios procesos de transformación de energía eléctrica. La movilidad eléctrica, la descarbonización de los procesos productivos, el desarrollo de comunidades energéticas y smart-cities, entre otros, están demandando profesionales formados en esta disciplina, y estos profesionales van a estar implicados en una auténtica revolución. Es urgente transmitir a las futuras generaciones que la Ingeniería Eléctrica y la Electrónica de Potencia son campos de trabajo apasionantes que van a jugar un papel muy relevante en los próximos años. La Universidad de Oviedo cuenta con varios grupos de investigación punteros en estas disciplinas en el Campus de Gijón, siendo uno de ellos, pero no el único, el grupo SEA. Invito desde aquí a que los y las estudiantes de secundaria y bachillerato consideren los grados relacionados con estas disciplinas como una alternativa para desarrollar una futura carrera profesional creativa y aplicada a la resolución de problemas reales.

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