Sistemas de medición óptica para los sectores aeronáutico, alimentario y farmacéutico

El sistema de medición de Aotech empleado en una turbina aeronáutica.

La ‘startup’ bilbaína Aotech está desarrollando herramientas de medición basadas en fotónica

Los sistemas de medición óptica orientados al diseño y fabricación de bienes o para identificar la presencia de determinados componentes en productos alimenticios están adquiriendo una gran relevancia. Los retos a los que se suelen enfrentar estas herramientas son sus costes y cierto desconocimiento sobre las tecnologías que utilizan. Estos son los desafíos que quiere afrontar la empresa vizcaína Aotech, centrada en soluciones de fotónica, como nos cuenta su CEO y cofundador, Iker García.

¿Cuál es el origen de Aotech?

Hace unos años realicé mi doctorado centrado en la monitorización de turbinas para motores aeronáuticos. Desarrollamos un sensor, lo testamos y vimos que los resultados eran buenos, pero que habría que seguir trabajando para desarrollar un sistema más completo. Tras acabar el doctorado, me incorporé a una empresa de la industria alimentaria y, en abril de 2019, decidí poner en marcha Aotech con el objetivo de aplicar la fotónica a los procesos industriales. Estamos desarrollando un sistema completo dotado de varios sensores y ‘software’ para la monitorización, que puede ser aplicado como un sistema de mantenimiento predictivo para turbinas del sector aeronáutico o turbinas de generación de energía, y también hemos desarrollado sensores fotónicos aplicados a la alimentación y la salud.  En este tiempo he contado con la ayuda y la colaboración del Grupo de Fotónica Aplicada de la Escuela de Ingenieros de la UPV-EHU de Bilbao y la empresa está incubada en Zitek.

¿Qué aplicaciones tiene la fotónica en vuestro proyecto?

En el caso de las turbinas para el sector aeronáutico, la fotónica nos permite enviar luz a los álabes de la turbina para determinar parámetros como la distancia entre el álabe y la carcasa, y las frecuencias y amplitudes de vibración de los álabes. Por una parte tenemos el denominado ‘tip clearance’, que es un parámetro que está relacionado con la eficiencia de la turbina. Minimizar la distancia entre el álabe y la carcasa permite ajustar al mínimo los flujos de aire que atraviesan la turbina sin generar un trabajo útil, y con ello conseguimos motores aeronáuticos con menores consumos de combustible, más económicos y ecológicos.

Por otra parte, tenemos el ‘tip timing’, que es una técnica que permite evaluar la amplitud y frecuencia de las vibraciones de los álabes a partir del tiempo de llegada de cada uno de ellos a la posición en la que se encuentra el sensor. Gracias a la medición de este parámetro obtenemos una idea de la salud estructural de los álabes.

Nosotros hemos desarrollado un equipo que está dotado de varios láseres. La luz láser se envía a los álabes y se manda a fotodetectores a través de fibra óptica. Posteriormente, transformamos la luz en una señal eléctrica. La señal se muestrea y se analiza con un ‘software’ que es capaz de medir las distancias.

También estáis desarrollando herramientas de medición centradas en la alimentación y en el sector farmacéutico. ¿En qué consisten?

En alimentación estamos aplicando espectometría para determinar parámetros característicos de los productos alimentarios en tiempo real y en la propia línea de producción. Existen ya equipos comerciales en línea, pero son caros. Nuestro objetivo es fabricar equipos específicos de medición para cada producto. En pocas semanas vamos a tener un prototipo para el análisis de productos lácteos mediante espectometría que nos permitirá conocer el porcentaje de grasa, proteínas o lactosa, y hacerlo en la propia línea y en tiempo real.

Para el sector de la salud o ‘farma’ sería la misma idea, pero orientada a la fabricación de fármacos; tanto sólidos como líquidos. Se trata de lograr un mayor control y homogeneización de la producción para que desde el primer elemento hasta el último tengan siempre las mismas características. Esto es algo importante porque, por ejemplo, si fabricas nata, esa nata tiene que tener un porcentaje determinado de grasa. Si tiene un mayor porcentaje de grasa del debido estás perdiendo dinero, y si tiene menos porcentaje, estás fabricando un producto de menor calidad.

¿En qué otros ámbitos se pueden utilizar sistemas como los que estáis desarrollando?

Podríamos hablar de sistemas basados en espectrometría para la caracterización de combustibles o de plásticos. También para la producción alimentaria mediante el control de cosechas, para ver la madurez de frutas y hortalizas. En este caso hablamos de espectometría de contacto o sin contacto, pero a una distancia de unos 30-40 centímetros. No tiene nada que ver con las imágenes hiperespectrales que utilizan los drones para medir diferentes índices de vegetación.

También estamos empezando a trabajar con sensores distribuidos que podríamos emplear para monitorizar tuberías de varios kilómetros de longitud de cara a detectar fugas en las tuberías o intrusiones. Es algo que tenemos en mente de cara al futuro. Incluso aplicarlo a cables submarinos.

¿Cuál es la receptividad de los diferentes sectores hacia estas soluciones?

Nuestra solución para el sector aeronáutico está muy centrada en el diseño de turbinas, en ensayos y validaciones, por lo que el mercado real es pequeño. Lo ideal sería integrar estos sistemas en turbinas de generación junto con mantenimiento predictivo. El mercado de salud y alimenticio es muy grande, pero no es fácil entrar, salvo que tengan una necesidad inminente.

Nuestro objetivo es que conozcan nuestros sistemas, los prueben durante un tiempo y hagan pruebas piloto para que vean cómo funcionan y entiendan los beneficios de su uso.

¿Por dónde pasa el futuro de este tipo de sistemas basados en mediciones ópticas?

Hoy en día, el principal inconveniente es el precio, ya que estos sistemas son bastante caros. Según vaya introduciéndose la tecnología, los precios bajarán. También será importante el difundir sus ventajas. Según vayan entrando los equipos en las fábricas, se verán las ventajas que tienen en la producción. No es lo mismo que se lo cuentes tú, que el hecho de que vean en realidad cuáles son sus ventajas; cómo pueden ser capaces de conseguir una producción homogénea, con buena calidad y no han tirado ningún lote por estar fuera de las especificaciones.