Hawái está expuesto a diversos riesgos ambientales, como incendios forestales, sequías, inundaciones, huracanes, tsunamis y contaminación del agua. Estos riesgos se están agravando a medida que el clima sigue cambiando, lo que plantea cuestiones urgentes sobre cómo proteger tanto las islas como a las personas que viven en ellas. Parte de la solución reside en la recopilación de datos, que permite realizar un seguimiento de los cambios medioambientales e identificar señales de alerta tempranas antes de que se produzca un desastre. Para apoyar esta iniciativa, la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos ha concedido 1,25 millones de dólares a investigadores de la Universidad de Hawái en Mānoa y Georgia Tech para desarrollar sensores de riesgos ambientales capaces de proporcionar datos que salvan vidas en tiempo real.
El objetivo del proyecto es crear una impresora electrónica de código abierto y bajo coste para fabricar sensores más rápidos, asequibles y producidos localmente. Esto pondrá al alcance de las comunidades de todo el estado herramientas de monitorización avanzadas. Estos sensores pueden imprimirse en 3D en cuestión de minutos y desplegarse el mismo día para recopilar datos útiles tanto para las organizaciones como para los residentes. Tienen el potencial de rastrear la calidad del agua, detectar la contaminación del suelo y mucho más, mientras se conectan a un dispositivo portátil compacto con inteligencia artificial (¡más pequeño que un teléfono inteligente!) que procesa y carga los datos en la nube.
El profesor Tyler Ray con un sensor. (Créditos de la foto: Universidad de Hawái).
Las tecnologías utilizadas para crear sensores medioambientales
Para diseñar el sistema, el equipo está explorando una familia de tecnologías de impresión 3D para la electrónica impresa, que incluyen la inyección de aerosol, la inyección de tinta y la escritura directa con tinta, seleccionando el método en función de las necesidades de cada aplicación. «Esto se integra en un enfoque híbrido que utiliza FDM o SLA, o mecanizado convencional, si se requieren geometrías más allá de una simple lámina plana», nos explicó por correo electrónico el investigador principal y profesor asociado de la Facultad de Ingeniería de la UH Mānoa, Tyler Ray.
«La fabricación aditiva nos da la libertad de adaptar la geometría, integrar múltiples materiales e incorporar funcionalidades de formas que normalmente son inaccesibles para los dispositivos comerciales», añadió Tyler. «Eso es importante cuando se intenta resolver problemas específicos de un lugar y una comunidad».
La importancia de la comunidad
Las opiniones de los miembros de la comunidad son fundamentales para este proyecto. La tecnología se diseñará en colaboración con grupos que tienen kuleana (responsabilidad) sobre las comunidades, la tierra y el agua en todo Hawái. Esto incluye organizaciones de gestión de la tierra, escuelas de inmersión en la lengua hawaiana y colegios comunitarios. Juntos, los administradores de la ʻāina (tierra), los kūpuna (ancianos), los residentes y los kumu (profesores y educadores) establecerán las prioridades, experimentarán con prototipos y definirán los criterios de éxito.
«Los sensores surgen de las conversaciones con los miembros de la comunidad», explicó Tyler en el correo electrónico. «Nos dicen lo que les importa, ya sea controlar el pH de los arroyos locales, comprender la contaminación del suelo o realizar un seguimiento de los cambios a lo largo del tiempo en los lugares que les interesan. A partir de ahí, estamos construyendo una infraestructura electrónica compartida que puede enviar datos a un teléfono o a un portal web que crearemos. La visión es una biblioteca de diseños validados que la gente pueda construir y desplegar donde vea la necesidad».
El profesor Tyler Ray y Kendall Lorenzo. (Créditos de la foto: Universidad de Hawái).
El proyecto también incluirá la implementación de talleres de diseño iterativo, intercambios entre colegas de los sitios asociados en Oʻahu y Maui, y una reunión final para sintetizar los resultados y compartir diseños abiertos. Además, la subvención apoyará la formación que conecta a los centros asociados con estudiantes de primaria y secundaria, colegios comunitarios y universidades de investigación. El proyecto producirá hardware, software y artefactos de diseño abiertos, que se pondrán a disposición de otros para su adaptación. Para obtener más información sobre el proyecto, puedes leer el artículo de la Universidad de Hawái aquí.
¿Qué opinas del proyecto del sensor? Deja tus comentarios en nuestras redes sociales: Facebook, LinkedIn y Youtube. Sigue toda la información sobre impresión 3D en nuestra Newsletter semanal.