La UPC presenta innovacions i capacitats tecnològiques a l’IOT Solutions World Congress

+
Descarregar

El CIT-UPC, a l'estand 351, de l’Ajuntament de Barcelona (Hall P2 , Level 0 , Street C), al Recinte Gran Via de Fira de Barcelona (L'Hospitalet del Llobregat)

+
Descarregar

Diferents estadis del procés de fabricació del sensor de la dopamina, un dels projectes de la UPC que es presenten al congrés en l'àmbit de salut. Amb el número 1, sense hidrogel i només amb polímer conductor; el 2, amb hidrogel i deshidratat, i, el 3, amb hidrogel i ja hidratat. A la dreta de la imatge, amb el número 4, el sensor de glucosa.

+
Descarregar

Esquema de com funciona el sistema per detectar els nivells de dopamina existents, els quals es poden transmetre a una aplicació mòbil i fer-ne seguiment en temps real.

+
Descarregar

En l'àmbit industrial, es presenta un sistema de monitorització intel·ligent de plantes de generació de fred que es desenvolupa en col·laboració amb la Corporació Alimentària Guissona

Un dispositiu que detecta i allibera dopamina en el cervell humà, un sensor no invasiu per a la detecció de la glucosa a partir de la suor i un sistema de monitorització intel·ligent de plantes de fred industrial. Són alguns dels projectes de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) que es presenten a l’IOT Solutions World Congress, que té lloc del 29 al 31 d’octubre al Recinte Gran Via de Fira de Barcelona, a L’Hospitalet del Llobregat.

29/10/2019

Uns 380 expositors i més de 400 ponents mostraran i analitzaran l’abast de la transformació digital i l’impacte de les solucions amb internet de les coses (IOT per les sigles en anglès) en diferents sectors industrials i de negocis, en la cinquena edició de l’IOT Solutions World Congress.

La UPC, a través del Centre d’Innovació i Tecnologia (CIT UPC), està present, un any més, en la trobada internacional, vegada en aquesta ocasió a l’estand 351, de l’Ajuntament de Barcelona (Hall P2 , Level 0 , Street C) al Recinte Gran Via de Fira de Barcelona (Joan Carles I, 64, L'Hospitalet de Llobregat). Els projectes i les capacitats tecnològiques que es presenten estan vinculats als eixos temàtics de l’IOTSWC 2019: el transport connectat; la manufactura; la salut, l’energia; la construcció i les infraestructures i la logística, entre d’altres sectors industrials.

Si bé l'expertesa de la UPC abasta solucions d’aplicació transversal en tots aquests sectors, en l’àmbit concret de l’IOT, les capacitats tecnològiques en Internet of Things es concentren en l’àmbit de la connectivitat i de les ciències de dades i, especialment, en els camps de la intel·ligència artificial, els vehicles autònoms, els robots col·laboratius; els aparells mèdics, els biosensors; el blockchain i les criptomonedes; la ciberseguretat; l’analítica de 'big data' i les xarxes de sensors sense fil.

Pel que fa als projectes, la UPC presenta dos projectes en l’àmbit de la salut, en els quals treballa el grup de recerca Innovation in Materials and Molecular Engineering - Biomaterials for Regenerative Therapies (IMEM-BRT) . Un és un dispositiu que detecta i allibera dopamina en el cervell humà i que pot ajudar a controlar els nivells de dopamina en el tractament de malalties de caràcter neurològic, com ara el Parkinson o l’Alzheimer.  L’altre projecte que s’exhibeix és un sensor no invasiu per detectar la glucosa a partir de la suor. Així mateix, exposa un projecte en l’àmbit industrial, del centre Motion Control and Industrial Applications Research Group (MCIA) de la UPC per millorar l'eficiència en plantes de generació de fred industrial.

Alliberar dopamina al cervell humà
El nou dispositiu creat pel grup de receca IMEM-BRT de la UPC és capaç detectar el nivell de dopamina que hi ha al cervell humà i alhora alliberar-ne la dosi necessària de manera progressiva, segons els requeriments del pacient. Mitjançant una app i via connexió wifi,és possible fer-ne el seguiment mitjançant un telèfon mòbil.

S’ha desenvolupat un hidrogel (una xarxa polimèrica que té la propietat d’absorbir elevats volums de aigua amb excipients i que s’utilitza com a vector de subministrament de fàrmacs), capaç d’incorporar a la seva estructura la dopamina, protagonista en diverses malalties degeneratives que es poden pal·liar mitjançant un subministrament controlat del producte.

Un cop se sintetitza l’hidrogel en les condicions òptimes per realitzar correctament les funcions d’incorporació i posterior alliberament de la dopamina, s’integra en un elèctrode serigrafiat de carboni, modificat amb un recobriment obtingut de manera electroquímica. Aquest sensor és capaç de detectar els nivells de dopamina existents, els quals es poden transmetre a una aplicació mòbil i fer-ne seguiment en temps real. A més, el sensor és selectiu davant de la presència d’interferents com la glucosa, l’àcid úric i l’àcid ascòrbic.

La dopamina és un neurotransmissor que es produeix a diferents zones del cervell, sobretot a la substància grisa i a l'àrea ventral segmental. Afecta, entre d’altres, el comportament, el moviment, l'estat anímic, la recompensa, la inhibició d'hormones, la son, l'atenció o l'aprenentatge. Aquest dispositiu ajudarà a controlar els nivells de dopamina en el tractament de malalties de caràcter neurològic, com ara el Parkinson o l’Alzheimer.

Detecció de la glucosa a partir de la suor
Les tècniques de seguiment convencionals per al control regular de la diabetis fan servir mostres de sang recollides de pacients a través de la punció venosa. Atès que aquests mètodes invasius provoquen reticències entre els pacients, especialment en els infants i les persones grans, fa anys que es dediquen esforços en la recerca i el desenvolupament de sensors de glucosa no invasius. No obstant això, la preparació d’elèctrodes capaços de detectar concentracions de glucosa molt baixes en fluids com la saliva, la suor i les llàgrimes ha estat fins ara un repte enorme.

El mateix grup de recerca IMEM-BRT de la UPC ha desenvolupat un sensor no invasiu per a la detecció de glucosa en la sang a partir de les condicions de pH i temperatura de la suor de cos humà.

Aquesta nova tecnologia està basada en l’aplicació del plasma de descàrrega de corona per a la fabricació de sensors electroquímics utilitzant plàstics de productes bàsics, que són aïllants i inertes electroquímics, com per exemple el polietilè de baixa densitat (LDPE) o inclús plàstic que prové de plàstics reciclats. Aquests plàstics, que actuen com a mediador entre l'enzim i un substrat conductor, són capaços de detectar eficaçment la glucosa en les condicions de pH i temperatura de la suor. El límit de detecció d’aquest dispositius és inferior a 0,02 mM, un valor compatible amb la concentració de glucosa en la suor, que oscil·la entre 0,06 i 0,11 mM per a pacients sans i de 0,01 a 1 mM en pacients diabètics.

A més, el sensor és capaç de detectar simultàniament altres analits, com per exemple, el lactat i la dopamina. Aquesta multi-funcionalitat permet que també pugui ser un instrument no invasiu per prevenir malalties cardíaques en col·lectius determinats (com per exemple, en els ‘runners’).  La tecnologia està patentada i a punt per comercialitzar-se.

Monitorització intel·ligent per a plantes de fred industrial
La generació de fred industrial és un factor clau per a la conservació dels aliments i que comporta un gran consum d'energia. Amb l'augment del cost energètic i el cost associat al producte que suposa, és fonamental optimitzar l'eficiència dels sistemes de generació, així com tenir la capacitat d'anticipar-se a un possible mal funcionament de la instal·lació.

El centre MCIA de la UPC, en col·laboració amb la Corporació Alimentària Guissona, desenvolupen un sistema de monitorització intel·ligent de plantes de generació de fred industrial, que maximitza l'eficiència i minimitza el cost de funcionament de la planta.

L'indicador més utilitzat per quantificar el rendiment de les plantes de generació de fred és el Coefficient Of Performance (COP). El valor del COP màxim esperable per a un determinat compressor el proporciona el fabricant per a unes condicions determinades de funcionament. No obstant, aquest indicador no és el rendiment real màxim que pot assolir la planta en el seu conjunt, ja que el valor del COP varia amb diferents condicions de treball de la planta.

Per determinar en cada instant el COP i marge de millora real es modelitza la planta de refrigeració industrial. En el cas de no operar amb el COP màxim possible, es diagnostiquen les causes i es faciliten les consignes d'operació o setpoints per obtenir-ne el màxim de rendiment.

Per al desenvolupament del sistema de monitorització intel·ligent s'apliquen tècniques d'anàlisi i modelatge multivariable, basades en intel·ligència artificial i mineria de dades per al reconeixement dels patrons en les variables analitzades, associades als diferents estats d'operació de la planta. Es pretén modelar no només els estats d'operació estacionaris, sinó també les transicions entre diversos punts d'operació, abordant d'aquesta manera l'optimització energètica situacions diverses d'operació.

S’obtindran dos resultats principals. D'una banda, un mòdul de bàsic de monitorització, que permetrà determinar la disminució del COP i les seves causes. En segon lloc, un mòdul d'optimització, complementari a l'anterior, que permetrà determinar les consignes òptimes d'operació de la planta.

Les prestacions i funcionalitats del sistema que està desenvolupant l’MCIA de la UPC no es troben en cap dels sistemes de monitorització per a plantes de generació de fred industrial que hi ha actualment al mercat.