Colombia podría incursionar en la producción de sensores

Los dispositivos electrónicos de mayor consumo en el país son aquellos que miden automáticamente la temperatura y la presión en procesos de producción en los sectores manufacturero, minero y de plásticos.

Ante la demanda de estos sensores, Angélica Mercedes Nivia Vargas, magíster en Ingeniería Electrónica de la Universidad Nacional de Colombia (U.N.), propone una estrategia que brinda elementos esenciales para fabricarlos en el país.

Los sensores más usados en industrias colombianas son aquellos con los que se mide temperatura y presión.

Para ello, inicialmente identificó cuáles eran los dispositivos má?s utilizados en la industria colombiana y caracterizó su proceso productivo, fase que incluyó el análisis de los materiales, las técnicas utilizadas y los costos de fabricación en los que se incurriría, permitiendo así establecer una estrategia de producción.

“Colombia es un consumidor masivo de productos electrónicos, en especial de elementos primarios, como los sensores, pero no posee las herramientas para producirlos”, manifiesta la investigadora.

Por ser necesarios para la realimentación de un proceso, estos artefactos se vuelven imprescindibles para instaurar cualquier iniciativa de producción, por lo cual es preciso generar una estrategia para fabricarlos.

Para encontrar los sensores más utilizados en el país se realizó un análisis de la información contenida en una base de datos de 500 empresas, suministrada por la Cámara de Comercio de Bogotá, y una de 673 empresas del Ministerio de Industria y Comercio. El 30 % de estas organizaciones se ubican en el sector manufacturero, seguido por un 10 % en el sector de minería, de áridos y de cemento, y un 8 % en el sector de plásticos y cauchos.

La investigación mostró que los sensores de temperatura son los instrumentos utilizados por excelencia en cualquier industria, debido a que es una variable presente en la mayoría de los procesos productivos, explica la investigadora, quien también destacó los sensores de presión.

Diagrama de flujo de la estrategia propuesta por la investigadora. Foto: Angélica Mercedes Nivia Vargas.

Temperatura controlada

Los más presentes en la industria colombiana fueron los detectores de temperatura resistivos (RTD) –particularmente el Pt100– utilizados en procesos en los que se requiere un especial cuidado en la temperatura controlada, como en el sector alimenticio, farmacéutico y energético. Además son de alta demanda los termopares, que se utilizan de manera significativa en plantas de producción, gracias a su amplio rango de temperaturas y bajo costo.

La magíster detalló que para cuantificar presión se destacan los sensores “galgas extensiométricas”, ya que su resistencia varía con la fuerza aplicada y pueden llegar a convertirse en elementos que también midan la presión, la tensión y el peso, entre otras variables, con respecto al cambio de la resistencia eléctrica.

“Así mismo se identificaron los sectores de la industria en los cuales el uso de los sensores de distinto tipo es mayor: manufacturera, minera, de plásticos y caucho encabezan la lista”, comentó la magíster.

Proceso similar de fabricación 

Con el fin de proponerle herramientas a una industria nacional que se adecúe a las necesidades del país, la investigadora también indagó acerca de los procesos productivos necesarios para fabricar los sensores más usados y estableció que, en gran medida, se pueden hacer los tres a través de un mismo proceso.

“Tanto los RTD como los termopares y las galgas se pueden fabricar con un procedimiento similar, como la fabricación de dispositivos por película fina. Este proceso se puede resumir en dos grandes etapas: la primera es la pulverización catódica, o sputtering, que consiste en la deposición de una película delgada en un sustrato o material base, formando una ‘oblea’ dada por el bombardeo a muy alta energía del material a depositar. La segunda etapa es la fotolitografía, que permite retirar cierta parte del material ya depositado con el propósito de formar una estructura definida, como es una resistencia”, explica la ingeniera.

Sobre estos procesos también se analizaron los costos del elemento primario para un sensor de película fina a partir del estudio de las materias primas y maquinarias propuestas, aunque están pendientes investigaciones futuras para volver una realidad la industria nacional de sensores.

La investigadora sugiera un estudio de viabilidad y factibilidad –que no formaba parte del alcance de la tesis– que considere aspectos como los impuestos relacionados con la importación de maquinaria, la cuantificación de la planta y de recursos humanos, además de la capacitación del personal para realizar este tipo de trabajos.

En el sector alimenticio son muy importantes los sensores para hacer seguimiento a la temperatura.

Fuente:
UNAL