ventiladores

Científicos mexicanos han decidido atender la emergencia provocada por la pandemia de COVID-19, que ya dejado más de 27,000 muertes en el país, antes de alcanzar el espacio. El Laboratorio de Instrumentación Espacial (LINX) del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM ha detenido su primera misión a la Luna para sumarse a la carrera mundial por el desarrollo de ventiladores, esenciales en la atención de los enfermos por el nuevo coronavirus.

Los científicos, liderados por el investigador Gustavo Medina Tanco, tenían previsto enviar en septiembre de 2021 una serie de microrrobots a la Luna. Pero por ahora están abocados al desarrollo de estos ventiladores básicos de emergencia, simples y baratos, hechos a partir de componentes disponibles en el país. 

Ventiladores

El equipo aplicó algunos de sus conocimientos en ingeniería de software en el desarrollo del equipo médico. Asimismo, desarrolló una aplicación, que ya está en el aire, “que junta los síntomas que la gente va reportando, con la probabilidad de que estén contagiados y cuál es su distribución geográfica en el mapa”, ha asegurado Medina.

Los científicos tuvieron que atravesar una serie de obstáculos. La universidad cerró, se prohibió el acceso al laboratorio por lo que tuvieron que pedir un servicio especial para poder trabajar en grupos pequeños.

Estos pueden operar con baterías hasta por 10 horas. El panel de control es ergonómico y simple, contiene también un display gráfico para mostrar en tiempo real los perfiles temporales de presión, volumen tidal y PEEP. La filosofía de diseño del panel de control prioriza un aprendizaje rápido e intuitivo de uso, con lo que minimiza la posibilidad de errores o acciones accidentales.

Para garantizar robusteza de la función respiratoria, el ventilador posee dos microprocesadores, uno dedicado solamente a la operación de ventilación y otro para lectura de sensores, generación de datos informativos y producción de salidas gráficas en pantalla, así como cuatro motores independientes, cinco reguladores de potencia y dos baterías. El costo de cada uno ronda los 700 dólares (623 euros).

Los científicos de la UNAM colaboraron con el Instituto Nacional de Enfermedades Respiratorias en su desarrollo y realizaron pruebas en animales (en cerdos). Su idea es donarlos a Chiapas a personas que no tienen acceso a fácil a ellos. Pero por ahora, están esperando una respuesta del organismo del gobierno federal que certifica los medicamentos, la Cofrepis.

Misión COLMENA

Se trata de la misión más ambiciosa que está desarrollando LINX. Esta pretende demostrar que es factible construir estructuras sobre superficies planetarias, utilizando enjambres de robots autoorganizados. La carga útil comprende un módulo de comando, telemetría y despliegue, que es producido por LINX y que es transportado por el módulo lunar Peregrine de la empresa Astrobotic. Esta misión cuenta con el apoyo de AEM, CONACyT y UNAM, y será la primera misión mexicana a la Luna, lo cual representará un hito tecnológico y estratégico para el país.

“Nunca se había hecho esto de mandar microrrobots que operen de forma coordenada, autoorganizada, como enjambre, es un área que nosotros queremos desarrollar”, aseguró Medina. Estos miden ocho centímetros de diámetro y dos de altura.

El objetivo de esta misión, que se aplazó para el primer semestre de 2022, es “posicionar a México en exploración y explotación minera de asteroides”, detalló Medina. Las superficies a las que estarán expuestos son el medio interplanetario (lunas y asteroides, principalmente).

Estas superficies se encuentran cubiertas de regolito, al vacío y cargadas electrostáticamente por acción de la radiación UV solar, lo que genera un plasma polvoroso que domina una capa límite de pocas decenas de centímetros. El regolito es un polvo producido por fragmentación debida a impacto, a lo largo de 4,600 millones de años de bombardeo por micrometoritos. Es un polvo formado por granos sumamente irregulares y abrasivos, con tamaños promedio del orden de 30-50 mm, pero con escalas que se extienden hasta los nm.

Los objetivos específicos de la misión comprenden principalmente: el despliegue de nueve unidades idénticas sobre la superficie lunar y su navegación autónoma con la finalidad de maximizar su agrupación espacial y, si es posible, lograr conectividad eléctrica, uniendo sus paneles solares en paneles solares mayores; medir parámetros del plasma polvoroso directamente sobre la superficie nuclear. 

El transporte de la carga útil a la Luna será realizado por la empresa Astrobotic. Pero por ahora, el diseño de la misión se encuentra congelado en todos sus aspectos principales; se cuenta con modelos operacionales de ingeniería de todos los subsistemas y la mayor parte de los esfuerzos se dedican a la selección de materiales, validación de componentes conforme requerimientos y procesos de manufactura correspondientes, así como al desarrollo de software.

Los robots de 40 g de masa están diseñados y construidos para soportar temperaturas extremas.

Para los científicos, el solo hecho de que los robots sobrevivan al viaje y alunizaje es ya un logro tecnológico. Más aún el hecho de que consigan prenderse y tener locomoción. Estos son por lo tanto los primeros objetivos. 

Además de la locomoción, el otro gran hito es la navegación con una meta definida hacia el mayor agrupamiento espacial de robots (idealmente todos en un mismo grupo, pero sino el menor número posible de grupos del mayor orden).

Finalmente, otro objetivo es la conexión eléctrica de por lo menos algunas unidades, lo que tiene complejidades adicionales debido a la no homogeneidad del terreno, la precisión de la maniobra y simplicidad de los sensores correspondientes, así como la fragilidad mecánica de la conexión ante perturbaciones de una dada conexión por la llegada de un nuevo robot a un conjunto ya existente.   

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