Imprimir Republicar

INGENIERÍA ELECTRÓNICA

Ojo clínico

Sensores de seguridad con filtro óptico identifican los contornos de personas y animales selectivamente

Las falsas alarmas disparadas por los sistemas de seguridad cuando detectan un inofensivo gato, por ejemplo, en lugar de supuestos ladrones, tienen los días contados luego de una innovación desarrollada en una pequeña empresa de la ciudad paulista de São Carlos. Los investigadores de Holophotonics desarrollaron lentes de pequeñas dimensiones, utilizadas en sensores de movimiento, capaces de identificar con precisión lo que se mueve en ambientes comerciales y residenciales que se monitorean. Estos sensores pueden utilizarse también para controlar la iluminación. Reconocen la presencia de una persona y encienden la luz.

La geometría innovadora de las lentes creadas por la empresa permite que los sensores funcionen como un filtro óptico, bloqueando, por ejemplo la señal de gatos y perros que circulan en los ambientes. Sólo la señal de las personas es tenida en cuenta por el sistema, que entonces dispara la alarma en modo correcto. “Los sensores que se encuentran en el mercado, la mayoría importados, realizan ese filtrado solamente en la etapa de procesamiento de la señal electrónica, por tanto, posterior a la captación de la radiación por parte de las lentes”, dice Giuseppe Antonio Cirino, director de investigación y desarrollo de la empresa y coordinador del proyecto, apoyado por la FAPESP en la modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe), que resultó en el producto. El área de la seguridad en Brasil viene experimentando un crecimiento constante. Desde 1995, ha crecido, en promedio 12% anual, según la Asociación Brasileña de Empresas de Sistemas Electrónicos de Seguridad (Abese). El número de sensores instalado en el país, incluyendo los de movimiento, de humo, de impacto, puertas y ventanas, supera el millón de unidades.

Del tamaño de un mouse de computadora, los sensores son colocados en las paredes, próximos al techo de los ambientes, para control de seguridad. Las lentes funcionan en conjunto con un foto detector, captando y transformando la radiación que el cuerpo emite en forma de calor, en una señal eléctrica, que posteriormente es procesada por un circuito electrónico. Toda la información queda en el ámbito del procesamiento electrónico de señales, ya que el producto no trabaja con imágenes. El sistema completo involucra entre uno y diez sensores, dependiendo del tamaño del local monitoreado, una central que conecta a todos ellos y se comunica, vía cable telefónico o inalámbrico, con la central de monitoreo. “El precio de venta de nuestro sensor oscila alrededor de los 25 reales, mientras que los importados cuestan más de 100 reales”, dice Cirino.

“Varias empresas brasileñas intentaron desarrollar la lente, sin éxito”, relata Cirino. Algunas avanzaron hasta la forma geométrica de las lentes, pero se empantanaron en el desarrollo de los materiales apropiados, capaces de captar el calor y transferirlo para el pequeño detector instalado en la parte interna del sensor. “La mayor dificultad reside en conseguir realizar la caracterización óptica del material, permitiendo que el capte la radiación electromagnética con longitud de onda específica, relativa al calor emitido por la persona. Si eso no sucede, todo el calor queda bloqueado por la lente”, explica el investigador. En el caso del sensor de Holophotonics, los micro lentes están colocadas dentro de un pequeño rectángulo de plástico de color blanco lechoso. “Nosotros no nos encargamos de la otra parte del material, pero, para el calor que el sensor capta, resulta como si fuese un vidrio transparente”, explica Cirino.

El primer paso del proceso de fabricación de las micro lentes es generar un modelo en computadora, que posteriormente es reproducido en un molde en acero, matriz para la producción de la lente en gran escala. Parece simple, pero como es preciso embutir un filtro óptico para el reconocimiento de las siluetas, el diseño de la geometría de las lentes cuenta con varios datos en computadora que precisan ser traducidos para el proceso de fabricación.

Solicitud de patente
El sistema de grabación de los moldes fue realizado con un haz de luz láser por la empresa LaserTools, de São Paulo, que también nació de un proyecto Pipe de la FAPESP. Transcurrieron dos años hasta lograr el molde concebido en el proyecto por computadora. Finalmente, el sistema de fabricación de las micro lentes resultó en una solicitud de patente. Holophotonics también cuenta con convenios de colaboración con el Laboratorio de Sistemas Integrables de la escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo (USP) y con el Departamento de Ingeniería Eléctrica de la Escuela de Ingeniería de la USP de São Carlos.

La investigación que resultó en las innovadoras micro lentes dio inicio con el proyecto de doctorado de Cirino, en la Escuela Politécnica de la Universidad de São Paulo, relacionado con la fabricación de micro elementos ópticos, en 1998. En esa época, su co-orientador y hoy consultor de la Holophotonics, el profesor Luiz Gonçalves Neto, de la Escuela de Ingeniería de la USP de são Carlos, había regresado de Canadá, donde realizó su doctorado en un proyecto dentro de la misma línea de investigación. En 2002, luego de la defensa de su tesis, Cirino ingresó en el proyecto Pipe en colaboración con la empresa PPA, con sede en Garça, interior de São Paulo, que actúa en el área de automatización de portones, para el desarrollo de nuevos sensores de detección de movimiento para aplicaciones en seguridad doméstica y corporativa.

La elección de la PPA fue estratégica, porque la empresa cuenta con una rama de seguridad electrónica, la Eletroppar. Durante el desarrollo del proyecto, Cirino pasó a prestar servicios para la PPA y creó, junto al ingeniero Robson Barcellos, Holophotonics, inicialmente incubada en la Fundación Parque de Alta Tecnología (ParqTec), de São Carlos. Luego de cuatro meses de desarrollo, nuevos socios se incorporaron a la empresa en abril de 2005. El aporte de capital propició en la empresa la mudanza hacia su propia sede, y el desarrollo, producción y comercialización de una nueva línea de productos, con la marca Qualilux. Entre ellos se encuentran los sensores de presencia dirigidos al mercado de automatización de predios y recomendados para control de iluminación en ambientes internos. Ellos pueden colocarse también en luminarias de hogares con un temporizador, interruptor que conecta o desconecta un circuito en momentos predeterminados y funciona como un control inteligente de energía eléctrica. La atención del segmento de seguridad electrónica es exclusiva de la PPA. La Holophotonics, además de los sensores de control de iluminación, produce además interruptores de pared que regulan la intensidad de luz en el ambiente, los dimmers, e interruptores temporizados que desconectan automáticamente luego de un tiempo ajustado previamente, denominados minuteros.

El Proyecto
Desarrollo de nuevos sensores infrarrojos de detección de movimiento, para aplicaciones en seguridad doméstica y corporativa (nº 05/55278-7); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (Pipe); Coordinador Giuseppe Antonio Cirino – Holophotonics; Inversión R$ 154.007,28 (FAPESP)

Republicar