Innovación Tecnológica: Redes Inteligentes y predicción de rayos

1. Innovación Tecnológica: Redes Inteligentes y predicción de rayos Horacio Torres-Sánchez Profesor Titular, Especial y Emérito UN

2. No es posible separar la investigación de la innovación tecnológica.La innovación tecnológica es el resultado lógico de un proceso de apropiación, construcción y generación de conocimiento:

3. Solución de problemáticas definidas Proceso del conocimiento Tomar para sí, entender, advertir, saber, percibir un objeto como distinto Solución de problemas pertinentes del entorno. Identificar, Analizar, Ejecutar. Resultados Visibles, Comunicables, Contrastables, Validez social Investigación Interdisciplinar en torno a un problema particular para la búsqueda de soluciones

4. La problemática: Actividad de rayos • Sobre la tierra se presentan 100 rayos • Cada segundo • Los parámetros del rayo varían espacial y temporalmente (H. Torres, 2002)

5. Los fenómenos naturales afectan continuamente la confiabilidad y disponibilidad de los sistemas, donde el rayo es una de las principales causas. La humanidad es cada día más dependiente de los sistemas eléctricos de potencia, dispositivos electrónicos y redes de comunicación, cuya continua expansión requiere mayor robustez, mejor confiabilidad y calidad y un mayor control.

6. La innovación tecnológica para predecir rayos se basa en el desarrollo de algoritmos matemáticos y métodos físicos para pronosticar, con una eficiencia superior a 90% y con mas de 20 minutos de antelación, la actividad de rayos dentro de una región de interés definida, la producción de alertas tempranas para mitigar los efectos nocivos de los rayos. La metodología aplicada con éxito en Colombia se basa en información proporcionada por los sensores de campo eléctrico.

7. Para gestionar, almacenar y utilizar eficazmente los datos de predicción de rayos, los sistemas de energía, de comunicaciones y las tecnologías de la información deben ser coordinados como un sistema único e integrado. Es decir, aplicar el concepto de Red Inteligente (SmartGrid)

8. La interoperabilidad de una red inteligente es la capacidad de las organizaciones en comunicarse de manera efectiva y transferir datos significativos a pesar de que puede estar usando una variedad de diferentes sistemas de información sobre las muy diferentes infraestructuras, a través de diferentes regiones geográficas y culturas.

9. Métodos de detección de rayos • Medida del campo electrostático (DC) • Medida de los campos electromagnéticos asociados a la descarga (VLF, LF, VHF) • Radar Meteorológico (Reflectividad) • Sistemas satelitales (LIS-NASA, ASIM-ESA)

10. Medida del campo electrostático Campo Electrostático • Tiempos de predicción (Lead-time) entre 10 y 30 minutos • Probabilidad de Detección (POD) mayor a 95 % • Rango 20 – 30 km

11. Medida del campo electrostático

12. Algoritmos matemáticos de predicción de rayos • Procesamiento de campo electrostático • Detección y seguimiento de celdas de tormentas

13. Ciclo de vida de la nube de tormenta

14. Procesamiento de campo eléctrico

15. Red Colombiana de predicción de rayos

16. Seguimiento de celdas de tormenta

17. Casos reales de aplicación • Minas • Campos petroleros • Aeropuertos • Redes de distribución de energía • Torres de comunicaciones

18. Minas, Colombia

19. Minas, Colombia

20. Campos Petroleros, Colombia

21. Campos Petroleros, Colombia

22. Campos Petroleros, Colombia ARRAYANES, 8 DE MARZO DE 2011 ARRAYANES, 15 DE FEBRERO DE 2011 17 min

23. Aeropuertos

24. Aeropuertos

25. Reflexiones (1/5) Las universidades colombianas mantienen una anacrónica organización por facultades, propias para formar profesionales que hoy por hoy requieren, como se ha comprobado en las últimas décadas, una formación más integral, más allá de una disciplina o profesión.

26. Reflexiones (2/5) La investigación científica y tecnológica no es propia de ingeniería, medicina, agronomía o de ciencias. Los grupos de investigación y sus investigaciones han nacido en la estructura de facultad, pero cuando se avanza hacia la generación de nuevo conocimiento, deja de pertenecer a la facultad y se convierte en un trabajo entre varias disciplinas y profesiones.

27. Reflexiones (3/5) El sistema universitario alemán sirve de referencia. Si bien allí existen las facultades, estas se encargan específicamente de la organización curricular tendientes a formar a nivel de pre o posgrados profesionales específicos. Pero son los institutos de investigación, autónomos administrativamente en diferentes áreas de investigación, los que entregan sus conocimientos a través de los investigadores quienes hacen la necesaria relación Docencia-Investigación-Apropiación social.

28. Reflexiones (4/5) Promover espacios autónomos para la investigación multidisciplinaria (Centros, institutos, ciudadelas…) y pasar a modificar las actuales facultades como espacios propios para organizar los currículos académicos de pre y posgrado.

29. Reflexiones (5/5) Existe una gran oportunidad para la investigación científica y tecnológica en Colombia con la propuesta del Consejo Asesor de Regalías (Acuerdo 029 de 2010) de financiar proyectos de inversión en Ciencia, Tecnología e Innovación (CT+i) con recursos disponibles en el Fondo Nacional de Regalías. Los “Institutos Caldas de Investigación Interdisciplinaria en CT+i” pueden incluir en su trabajo investigativo a instituciones extra universitarias y también a instituciones económicas e industriales. Además deberán mantener relaciones científicas con otras instituciones dedicadas a la investigación y con investigadores en el extranjero.