Los cables de energía y comunicación sueltos o en desuso son un problema en América Latina, donde muchas de las ciudades, sin importar el tamaño, no tienen su cableado enterrado. En Chiriquí, en Panamá, es posible observar en el centro y en sectores de las periferias los nidos oscuros de cables, con algunos sueltos o enredados, convirtiéndose en un peligro para personas y animales.
Un ejemplo de lo que suele ocurrir con cables sueltos sucedió frente al Instituto Profesional y Técnico Arnulfo Arias Madrid, en Chiriquí, Panamá. Un camión golpeó cables eléctricos bajos, dejando a la escuela sin energía y sin conexión con la internet durante dos días. Un grupo de estudiantes observó la grave situación y se propuso a encontrar una solución: ¿qué es posible hacer con tecnología para mejorar la disposición del cableado y hacer su mantenimiento con más seguridad?
Nació así el Cable Guardián, proyecto finalista en 2024 de Solve for Tomorrow América Central y región del Caribe, que reúne a 11 países: República Dominicana, Costa Rica, Panamá, Guatemala, Honduras, Nicaragua, El Salvador, Ecuador, Venezuela, Belice y Barbados. El prototipo consiste en un brazo mecánico con cámara y sensor inteligente, que detecta y retira el cable que esté dañado o sin energía de manera segura, evitando el contacto de personas con la energía eléctrica.
Los estudiantes son jóvenes que están en el primer año de la Media (en Panamá, el sistema educativo consiste en Educación Básica, Premedia y Media), y con mucha disposición para aprender, como explica el profesor de robótica Rafael Montenegro, el mediador del equipo: “Fue una idea de ellos mismos y esto me sorprendió porque es un grupo de inicio”, explicó. “Yo pensaba que este grupo, dentro de uno o dos años iba a estar bien preparado, pero no. Presentaron un proyecto muy bueno para el poco tiempo que tuvieron para hacerlo, y los resultados son los que se vieron acá”,concluyó el profesor.
Además del esfuerzo conjunto de los estudiantes y del profesor, el éxito del proyecto se debe también a una escuela que tiene como vocación pedagógica trabajar con STEM (acrónimo en inglés para Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemática). Los estudiantes, desde temprano, tienen contacto con las materias de tecnología y su aplicación para los problemas reales. Y profesores, como Rafael, son reconocidos por llevar estudiantes hasta competiciones y programas nacionales e internacionales.
Un enredado de oportunidades y desafíos
¿Pero por qué hay tantos cables sueltos o enmarañados en las calles? Los estudiantes empezaron el proyecto con un estudio sobre la temática, y descubrieron que, además del costo para el cambio de hilados, que son hechos de cobre – un metal valioso y que puede ser alvo de robos – la manutención es un trabajo peligroso, que exige muchas personas y equipajes de seguridad para sacar el material damnificado.
Los conocimientos de robótica llevaron a los cuatro jóvenes a vislumbrar un brazo que pudiera no solamente detectar si los cables están con energía o no, sino también arrancarlos con una pinza controlada por un computador, haciendo el trabajo de manutención de compañías eléctricas y de comunicación más seguro y controlado.
“La parte mecánica del prototipo fue más tranquila, porque ya tenían mucha experiencia. Nosotros siempre hemos trabajado con robots y sistemas mecánicos, pero integrar esa parte con el software fue lo que llevó más tiempo”, recuerda el profesor mediador.
Al brazo con pinza le fue añadido un sensor electromagnético con cámara para identificar, por medio de imágenes, cuáles son los cables que no tienen energía o que están rotos. Para lograrlo, los estudiantes tuvieron que enseñar el software de inteligencia artificial (IA) a hacer el reconocimiento. Buena parte del trabajo fue fotografiar centenas de kilómetros de cables.
“Las fotos que sacaron fueron de cables en la propia calle, cerca del colegio, de su casa, donde estaban. Los cables más fáciles de identificar fueron los cortados, que estaban colgados. Pero también sacaron fotos de los cables enredados, para enseñar la IA a automatizar la identificación de los casos’.
El futuro desenrollado para los estudiantes
Lo mejor que hace la robótica es enseñar a los estudiantes que es posible lograr grandes hechos con pocas herramientas, explica Montenegro.
A veces buscamos soluciones costosas o queremos buscar altas tecnologías para problemas que, de repente, con aparatos mucho más sencillos, o simplemente utilizando la cabeza, podemos resolverlo.
Puede parecer un trabajo tranquilo enseñar a una inteligencia artificial, pero ella está hecha de los logros humanos. Ese proceso se realizó de manera manual: los estudiantes sacaron distintas fotos, que ayudaron el software a comprender y distinguir no solamente los cables rotos, sino también evitar identificar el mismo cable dos o tres veces, ya que son parecidos. Por lo tanto, los estudiantes tuvieron que etiquetar cada imagen tomada, ajustando meticulosamente el software para que pudiera reconocer las diferencias, evitando que los confundiera. Este proceso de ajuste fue realizado de manera repetitiva, con prueba y error, hasta que el sistema logró identificar correctamente cada cable según sus características. El grupo también optó por enfocarse en los cables de comunicación, porque reciben menos mantenimiento que los cables eléctricos.
El prototipo final consistió en: un brazo mecánico con pinza que retira los cables damnificados,una cámara acoplada a un software que los identifica y un sensor que detecta la existencia de electricidad.Además de una batería (que puede ser reciclada, abaratando el costo final del prototipo), un sistema de control de robot y un sitio para colocar el computador.
Por razones de seguridad y autorizaciones públicas, los testeos del proyecto quedaron limitados a los cables cerca de la escuela. Fue necesaria mucha perseverancia para crear un proceso más ameno ante todas las informaciones recibidas durante la fase de testeo, como narra el profesor.
“Si el sistema detecta un cable, se activa. Pero el sistema detectaba muchos, llegaba mucha información y se ponía loco porque no sabía qué hacer”, explica el profesor. Para evitar eso, enseñaron al sistema a ver cada cable como un ‘evento’. Al detectar un ‘evento’, el sistema hace una pausa y parte para el próximo, clasificándolo como otro ‘evento’, y así separa las informaciones de cables, que ya fueron vistos y los que aún no fueron. Eso hace el trabajo más lento, pero también más minucioso. “Son cosas que pasan en la experiencia cuando uno lleva el sistema de prototipo al campo”, complementa Montenegro.
Pero con datos de identificación superando el 85% de acierto, el proyecto fue un éxito Y para el futuro los estudiantes están mucho más confiantes que pueden mejorar la manera cómo el brazo mecánico identifica y hace la separación de los cables. Esperan también lograr testear en espacios públicos con el aval de las compañías de electricidad, para tornar el proyecto más conocido, ofreciendo la tecnología como un sistema comercial para compañías energéticas y de comunicación.
Lo que cambió para los cuatro estudiantes fue su futuro académico. La robótica, que antes era una pasión escolar, se convirtió en una posibilidad de carrera y de nuevos horizontes. Al participar del programa Solve for Tomorrow, el profesor vislumbra para ellos becas nacionales, como fue el caso de algunos otros alumnos, quienes ganaron en el pasado, además de viajes y experiencias de estudio internacionales.
