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Ingeniería

Seguridad iluminada

Redes neurales artificiales para fabricar brake lights automotores

El Código de Tránsito Brasileño no exige la utilización de faroles instalados en el parabrisas trasero de los vehículos, conocidos como brake lights, que se encienden cuando el freno es accionado. Pero los mismos están cada vez más presentes en los coches fabricados en el país, tanto instalados por las automotrices como por el propio consumidor, en busca de más seguridad en el tránsito. Ese mercado es disputado por al menos cuatro marcas extranjeras y 14 fabricantes nacionales, entre ellos la paulista Racetronix Engenharia, de la ciudad de Baurú. A mediados del año pasado, dicha empresa concluyó, con recursos del Programa Investigación Innovadora en la Pequeña y Micro Empresa (Pipe), de la FAPESP, el desarrollo de un nuevo sistema para la fabricación de brake lights con LED’s — de light emitting diodes, o diodos emisores de luz, producidos con material semiconductor que se encienden al recibir una carga eléctrica — usando redes neurales artificiales y componentes del tipo SMD, abreviatura en inglés de surface mounted device, o dispositivo de montaje de superficie. Desde que el brake light de la Racetronix salió al mercado, alrededor de 4 mil unidades ya se comercializaron en comercios de autopartes, según el tecnólogo Antonio Vanderlei Ortega, director de la Racetronix.

Los brake lights con LED’s no constituyen precisamente una novedad. Ya existen en Brasil desde comienzos de los años 1990. La innovación de Racetronix radica en el uso de las redes neurales artificiales y del montaje industrial de los aparatos usando la técnica SMD. Estos sistemas ayudaron a Ortega a resolver problemas relacionados con la intensidad luminosa de los LEDs y al número de esos diodos que fueron instalados en el equipo. Las redes neurales artificiales no son nada más que modelos matemáticos, normalmente implementados de forma computacional, donde la lógica de funcionamiento de cada parte del proceso se asemeja a las neuronas del cerebro, interconectadas en formas de nudos, con diversas conexiones que hacen el procesamiento de las informaciones y facilitan la toma de decisiones.

Ortega usó el componente electrónico SMD porque se diferencia del tradicional por no poseer terminales para inserción en hoyos en la placa del circuito impreso. La colocación de este dispositivo se hace de forma automatizada y la soldadura realizada en el mismo lado en que el componente fue colocado, o sea, en la superficie de la placa. “De un lado, las redes neurales artificiales mapean las variables del proceso y permiten generar varias posibilidades de brake lights, dentro de las características deseadas, permitiendo la selección de menor costo. Del otro lado, el empleo de componentes SMD reduce el costo de fabricación al permitir la eliminación de dos etapas del proceso de montaje electrónico — el preformado de terminales y el corte de terminales”, explica Ortega.
El producto de Racetronix se vende al por menor a un precio de entre 27 y 34 reales. Existen otros más baratos, de hasta de 9 reales, pero no con 24 LED’s como el equipamiento de Ortega. Éste garantiza que su producto está entre los más baratos del mercado. El precio, en muchos casos, es menor que 10 reales al por mayor, dependiendo del plazo de pago y la cantidad comprada. Para él, es necesario comparar este precio con productos como el suyo, que obedezcan a criterios de ingeniería y atiendan a las normas del Consejo Nacional de Tránsito (Contran). “Por eso lo correcto es comparar el precio de los productos de la Racetronix con los de la Arteb y de la Cibie (grandes fabricantes de faroles y linternas). Mis productos, que contienen 24 LED’s, no son mejores que los de ellos, sino más baratos.”

Cinco años de investigación fueron necesarios para la concreción del producto. Los primeros croquis se hicieron en 2002. Antes, Ortega trabajó en una multinacional que fabricaba LED’s, entre otras cosas. “Yo era responsable por el control de calidad de los LED’s y ya conocía su comportamiento complejo de emisión de luz”. La idea de mapear esos efectos surgió durante la maestría en ingeniería industrial en la Universidad Estadual Paulista (Unesp) en Baurú. Fue cuando Ortega tuvo contacto con las redes neurales artificiales por medio de su director, el profesor Ivan Nunes da Silva. “Hicimos búsquedas en artículos científicos y no encontramos nada relativo al uso de redes neurales en la producción de brake lights”, recuerda  Ortega. En el doctorado, él expandió la técnica para aplicarla a los faroles traseros de freno utilizando LEDs.

Debido a su complejidad, las redes neurales no fueron suficientes para mapear todas las variables involucradas y, por eso, surgió la necesidad de utilizar otro sistema, llamado de lógica fuzzy, o sistemas de interferencia fuzzy. Esa teoría se creó en la década de 1960 con el objetivo de desarrollar una técnica para tratar informaciones imprecisas o vagas.

El proyecto Pipe de la FAPESP fue desarrollado entre la maestría y el doctorado. “En el primer momento, él sirvió para perfeccionar y poner en práctica lo que fue desarrollado en la maestría, como probar otros modelos de redes, usar componentes del tipo SMD y generar un producto completo. En la etapa siguiente, los aparatos adquiridos en el proyecto se usaron para generar muestras utilizadas en el doctorado, realizar mediciones de intensidad luminosa y promover testes de control de calidad.” La principal función del brake light es aumentar la seguridad del vehículo, reduciendo el riesgo de colisiones traseras. Un estudio realizado en 1998 por el Departamento de Transportes de Estados Unidos — donde el dispositivo es obligatorio desde 1986 en coches de pasajeros — concluyó que la presencia de brake lights evita la ocurrencia de 92 mil a 137 mil colisiones anualmente en el país. De ese total, de 58 mil a 70 mil provocarían heridas en los ocupantes de los vehículos. Al evitar esos accidentes, de acuerdo con el estudio, se economizan alrededor de 655 millones de dólares por año en daños patrimoniales.

Rumbo a las ensambladoras
Aunque el brake light de la Racetronix sea destina al segmento de repuestos automotrices, la empresa tiene como meta, a mediano plazo, suministrárselo a las industrias automovilísticas. En breve, Ortega también pretende presentar otras novedades al mercado: un brake light con luz de marcha atrás y faroles traseros que usan LED’s. El primero será orientado a las revendedoras de autopartes, pero los faroles deben despertar el interés de las ensambladoras instaladas en el país, siguiendo la tendencia mostrada en algunos coches importados que ya utilizan LED’s en las luces traseras en sustitución de las lámparas incandescentes convencionales. “Como para ser proveedor de las automovilísticas es necesario tener un rígido sistema de control de calidad, del tipo ISO 9000 ó QS 9000, nuestro próximo paso será implementar uno de esos sistemas y su respectiva certificación”, concluye Ortega.

El Proyecto
Confección de brake lights utilizando redes neurales artificiales y componentes del tipo SMD (nº 04/08973-9); Modalidad Programa Investigación Innovadora en la Pequeña y Micro Empresa (Pipe); Coordinador Antônio Vanderlei Ortega — Racetronix; Inversión 97.741,86 reales (FAPESP)

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