Patente de la Universidad Nacional sede Manizales mide la vida útil de los transformadores

Margaret Sánchez

LA PATRIA | Manizales

El corazón circula la sangre a través del cuerpo por las arterias, su estado se diagnostica al tomar el pulso o con un electrocardiograma se visualiza cómo están esas condiciones de bombeo.

En los sistemas de distribución de energía eléctrica hay varios corazones: los transformadores. Estos aparatos que están en postes urbanos y rurales hacen fluir la energía por el cableado.

Esta analogía es del ingeniero electrónico, doctor en Ingeniería y director del departamento Eléctrica, Electrónica y Computación de la Universidad Nacional sede Manizales, Jorge Hernán Estrada Estrada, quien en compañía de su colega y docente Eduardo Antonio Cano Plata crearon un procedimiento no invasivo para medir la vida útil de los transformadores, basado en la entropía de campos magnéticos (ver recuadro Entropía). La Superintendencia de Insdustria y Comercio le concedió este año la patente a la Universidad Nacional sede Manizales, tendrá esta categoría durante 20 años.

“Es el resultado de la innovación que tenía la tesis de doctorado de Jorge Hernán. Él tenía la base, fue ordenar esas ideas. Se puso a prueba y funcionó”, indicó Cano Plata, quien desde hace 25 años está en la U. Nacional. En 1985 fue alumno de Estrada y entre 2012 y 2014 pasó a ser su docente y director de tesis del Doctorado en Ingeniería. Ahora son coinventores.

Economía del conocimiento

Hace tres meses el director de programa fue reconocido por su trayectoria de 45 años en la Institución, y con esta patente demuestra que mantiene la energía para investigar y crear soluciones para necesidades de la industria, en este caso la energética.

“La idea no es venderlo, es un instrumento para darle asesoría con mayor precisión a las empresas sobre el tipo de equipos que tienen, cuál es la forma en la que están envejeciendo, cuál es la metodología que desde la Universidad le recomendamos para mejorar la gestión de sus activos y cuál es el programa de mantenimiento que pueden implementar”, apuntó Cano Plata.

Los inventores señalaron que la patente al no invadir y enfocarse en la entropía se podría aplicar en áreas de la bioingeniería, electromedicina, aviación y entre otras.

Otro mensaje que quieren transmitir con la patente es la importancia de generar investigación innovadora y aplicada. “Que la comunidad académica y los jóvenes miren el conocimiento como una fuente de riqueza. Podríamos tener menos conflictos y alcanzar ingresos. Me sueño que la Universidad pague su nómina con las regalías de sus patentes. En este momento en el mundo están viendo esta patente, puede que alguien esté interesado en hacer un convenio o pagar regalías por su uso”, comentó Estrada.

El procedimiento

Los inventores crearon un dispositivo para medir las ondas que emite el transformador al hacer fluir la corriente eléctrica, además también hay un campo magnético.

Foto | Cortesía | LA PATRIA

El operario se ubica en la parte baja del poste y sostiene el instrumento que cuenta con una antena, similar a un micrófono, que recibe las ondas generadas por el transformador. Esta fase de adquisición tarda cerca de dos minutos.

Esta información se procesa en Anita (Análisis no invasivo de transformadores), software que genera una visualización de las ondas y mide el estado del transformador, cuál es su vida útil. Para esto Jorge Hernán Estrada desarrolló un algoritmo con la teoría de la entropía para hacer el cálculo. Lo que demora casi un minuto.

Entropía

Los investigadores definen la entropía como cambio, transformación y evolución, y existen dos vertientes: la de la información, los datos y la inteligencia, y la que mide la disipación de energía de los cuerpos. “Si uno ve a un niño con su abuelo, el nieto salta con alta entropía, en cambio el anciano está quieto, con baja entropía”, ejemplifica Jorge Hernán Estrada Estrada, y a lo que agrega Eduardo Antonio Cano Plata: “El transformador cuando está en operación y empieza a tener problemas de consumo interno, la energía empieza a aumentar su temperatura y genera síntomas de deterioro, lo que se puede medir con la teoría de la entropía”.

Experimento

Los doctores en Ingeniería Jorge Hernán Estrada Estrada y Eduardo Antonio Cano Plata realizaron en el 2015 trabajaron con la empresa de energía Codensa, en Bogotá, para evaluar la vida útil aproximada de los transformadores de distribución. Midieron 600 en la zona rural y 400 en la urbana. El promedio que les dio fue de 20 años de uso.

“Los transformadores de distribución no se revisan, se llevan a la falla directamente, hacerles mantenimiento es costoso. Con la patente será más fácil gestionar la administración de este servicio”, argumenta Cano Plata.

Los investigadores realizaron un experimento, también auspiciado por Codensa, en los laboratorios de la U. Nacional sede Bogotá, en donde llevaron 35 transformadores (de $15 millones cada uno) a un ambiente controlado, en una cámara térmica con temperatura promedio de 17°C, y luego la incrementaron a 92°C. Las unidades de potencia que normalmente son 10, las aumentaron de 200% a 400%. “Los exigimos hasta el punto de deteriorarlos, así calibramos el instrumento para detectar de qué manera iba perdiendo su vida útil hasta el punto de falla”.

El docente Eduardo Antonio Cano Plata y el estudiante de Doctorado de Ingeniería, línea Automática, Santiago Arias Guzmán prueban el dispositivo Anita (Análisis no invasivo de transformadores).

Patentes U. Nacional

Vanessa Urrea Castellanos y Laura Paulina Florez Arboleda, del área de Propiedad Intelectual de la Dirección de Investigación y Extensión de la U. Nacional sede Manizales, aclaran que los criterios para solicitar una patente ante la Superintendencia de Industria y Comercio son la novedad, el nivel inventivo y la aplicación industrial, es decir, no exista solución igual o similar que genere un avance en el campo técnico y que sea susceptible de aplicación en el mercado. Además indicaron que la institución tiene:

* 77 patentes concedidas nacionales e internacionales y vigentes, cinco son de la sede Manizales. Siete más están en trámite.

* 208 certificados de registro de software, 92 los aporta la sede Manizales, 44% de toda la U. Nacional.

* 49 grupos de investigación en la sede en Caldas, 44 reconocidos por Colciencias, 52% en categorías superiores de clasificación A1 y A.

"Estas cifras demuestran las capacidades intelectuales de la Universidad, en especial de la sede Manizales al ser pionera en el desarrollo de software, esto va de la mano con la apuesta de la sede en lograr la transferencia tecnológica de los activos intangibles que desarrollan sus investigadores", precisan Urrea y Florez. 

Contacto

Si existe interés en consultar por patentes o software de la U. Nacional sede Manizales contáctese al teléfono 8879300 ext 50150, correo: gestionpi_man@unal.edu.co

En días pasados la Superintencia de Industria y Comercio le concedió a la Universidad Nacional de Colombia sede Manizales el registro de patente a la invención denominada “PROCEDIMIENTO PARA LA MEDICIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE TRANSFORMADORES ELÉCTRICOS BASADO EN LA ENTROPÍA DE CAMPOS MAGNÉTICOS”, cuyos inventores son los profesores Jorge Hernán Estrada Estrada y Eduardo Antonio Cano Plata.