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Mientras que el mundo quiere indigenizar la alta tecnología, Ladakh utiliza tecnologías locales simples para resolver la mayoría de los problemas. Desde hogares con energía solar hasta conectividad de montaña a montaña, Ladakh muestra cómo se pueden lograr grandes hitos utilizando métodos simples. Esta es una historia que no trata solo sobre el desarrollo sostenible, sino sobre el desarrollo regenerativo.
La vida en Ladakh puede parecer como vivir en una parte remota del planeta, especialmente cuando las personas se sienten aisladas del resto del mundo hasta siete meses al año. Con las carreteras cerradas debido a las fuertes nevadas, las esclusas interiores funcionan en Ladakh hasta mayo o junio de cada año, lo que demuestra cuán remoto es el lugar.
Si bien los problemas varían de un lugar a otro y de un terreno a otro, aquí todos buscan soluciones simples y locales para indigenizar y resolver. Sonam Wangchuk de Ladakh piensa que sería interesante saber cómo se aplica la misma ciencia de manera diferente en Ladakh. Continúa explicando cómo se pueden utilizar las nuevas tecnologías digitales para conectar montañas, marcando un hito importante en la creación de redes y la conectividad.
![Fig. 1: El SECMOL alimentado por energía solar y calentado por energía solar](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-1-The-solar-powered-and-solar-heated-SECMOL.jpg)
Ladakh, ubicado en la parte más septentrional de la India, más allá del Himalaya, es un lugar bastante alto y seco con temperaturas entre -35°C y +35°C de invierno a verano. Ubicado en la meseta tibetana, el techo del mundo, este lugar es lo más cercano al espacio que puedes obtener mientras aún estás en el planeta Tierra. En términos de clima, Ladakh se considera una rareza, porque si el agua se congela, ocurren problemas como congelamiento, bloqueos y ruptura de tuberías. No obstante, Ladakh es un próspero centro de innovación y resolución de problemas.
“La guardamos (la paja) y evitamos que contamine Punjab y Delhi. Se convertirán en bloques aislados en Ladakh que se utilizarán para construir casas con energía solar, reduciendo la contaminación tanto en Punjab como en Ladakh”. |
—Sonam Wangchuk |
Hogares con energía solar
El lanzamiento del Movimiento Educativo y Cultural de Estudiantes de Ladakh (SECMOL) ha permitido a los niños de las montañas tener experiencia práctica y aprender cosas de manera práctica. Construida completamente con barro debajo de los pies y alimentada por el sol en lo alto, esta es una de las primeras escuelas en tener un campus sin energía eléctrica y sin conexión a la red.
Dado que hay mucho sol durante casi 300 días al año, se construyeron casas de barro calentadas con energía solar en Ladakh. A pesar de sus bajos costes de construcción, estas casas son lo suficientemente eficientes como para ofrecer una temperatura ambiente de +18 °C en un invierno de -20 °C, con la única ayuda del sol.
El Instituto Himalaya de Alternativas, Ladakh, también está trabajando en algunas soluciones locales. «Uno de los experimentos interesantes es donde construimos cuatro edificios de arcilla de calentamiento solar pasivo (PSH) y obtuvimos resultados fascinantes», dicen.
Los gráficos de la Fig. 2 comparan la diferencia de temperatura de una casa PSH, un edificio con calefacción de combustibles fósiles y los edificios sin calefacción. Están representados por las líneas naranja, granate y gris azulado, respectivamente. Dado que enero es el mes más frío, la temperatura media en las casas solares está entre +18 y +25 °C, aunque la temperatura exterior es de -15 °C.
![Fig. 2: Cómo las casas PSH son más efectivas que las demás](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-2-How-PSH-houses-are-more-effective-than-the-others-1024x638.jpg)
construcción
Los edificios de PSH están hechos de paja y barro. Este último es abundante en Ladakh, mientras que el primero es originario del estado de Punjab, donde se considera una fuente de contaminación cuando se quema. Sonam dice: “Lo salvamos (paja) y lo salvamos de la contaminación de Punjab y Delhi. Cuando la arcilla y la paja se mezclan, se convierten en bloques aislantes livianos que se utilizan para construir casas con energía solar en Ladakh, lo que reduce la contaminación tanto en Punjab como en Ladakh”.
Los edificios tienden a estar orientados al sur, donde el sol de invierno vaga la mayor parte del tiempo. Se erige una pared oscura detrás del acristalamiento de la pared sur para absorber las ondas de luz (y el calor), capturando la energía del sol y almacenándola en una especie de batería gratuita de botellas de plástico. El agua de las botellas de plástico atrapa el calor durante el día y lo libera de nuevo por la noche.
![Fig. 3: Cómo funciona Internet en la cima de la montaña con propagación de línea de visión](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-3-Working-of-the-mountain-top-internet-using-line-of-sight-propagation-1024x306.jpg)
Para mantener el preciado calor en el interior, se requiere un buen aislamiento de las otras tres paredes laterales, así como del techo y el suelo. Este material aislante está hecho de desechos de madera y lana de la industria de la pashmina. Su último experimento utiliza principios de lodo alimentados por energía solar junto con estructuras de marco RCC para lograr los beneficios convencionales junto con el calentamiento solar pasivo.
La cantidad de petróleo quemado en las fronteras de India con China y Pakistán es inmensa. Se utiliza para calentar los refugios del ejército a unos 12.000 a 15.000 pies. Sin embargo, esto produce 330.000 toneladas de dióxido de carbono. Estos ahora funcionan con energía solar, y los refugios se rediseñaron para mantener la temperatura ambiente entre +12 y +15 °C cuando el mundo exterior está entre -22 y -30 °C.
Utilizando la tecnología Li-Fi, Sonam Wangchuk realizó una sesión en vivo de YouTube el 1 de abril de 2022, mostrando la velocidad de Internet. |
Glaciar de estupa de hielo artificial
Sonam dice: «Como los glaciares se están derritiendo debido al calentamiento global, la gente se reía cuando hablábamos de los glaciares artificiales». Se coloca una tubería aguas arriba y se lleva a los campos. A medida que el agua trata de fluir por el tubo, el agua sale a borbotones por el fondo del tubo sin usar energía. Debido a la temperatura exterior de -20°C, el agua comienza a congelarse en forma de cono debajo de la tubería, formando una estupa de hielo.
![Fig. 4: Ubicación geográfica](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-4-Geographical-location-1024x620.jpg)
Debido a que la estupa de hielo tiene forma cónica, puede almacenar una gran cantidad de agua y ofrece una superficie muy pequeña para la evaporación. A medida que la estupa de hielo se derrite lentamente, el agua se almacena en un tanque y se utiliza para la agricultura mediante el método de riego por goteo.
Sonam agrega: “Es simple sin energía de alta tecnología. Se ha convertido en un movimiento en los pueblos, con concursos que se realizan estos días para las estupas de hielo más altas y más altas. Esta innovación está expandiendo sus fronteras y extendiéndose más allá de India a Nepal, Pakistán, Chile, Suiza, República Checa, Europa, etc., tanto por estética como por invierno”.
“El concepto de convertir montañas en torres y rayos de luz en conexiones de internet para áreas remotas es algo para compartir con las personas que trabajan con electrónica y tecnología. “Cuando sugerimos las cimas de las montañas como torres, las empresas de telecomunicaciones regulares preguntaron cómo se alimentarían y quién las mantendría. Debido a que Li-Fi requiere muy poca energía, hemos creado sistemas de energía portátiles y estamos entrenando a un ejército de pastores en Li-Fi, en lugar de contratar profesionales de otros lugares”. |
—Sonam Wangchuk |
conexión de montaña a montaña
La cima de una montaña generalmente está aislada y cortada sin que se encuentre conexión a Internet. Pero las montañas son las estructuras más grandes y poderosas que se pueden usar para construir torres. Combinado con una tecnología interesante llamada Li-Fi, se puede lograr la conectividad de montaña a montaña.
![Fig. 5: Unidad de comunicación óptica para Li-Fi](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-5-Optical-communication-unit-for-Li-Fi-500x289.jpg)
Geográficamente, la señal de la Torre Jio en la escuela SECMOL no se puede recibir ni ver. Sin embargo, se puede ver y recibir en la montaña SECMOL (Hub Li-Fi Tower1), que se encuentra a 800 m de altitud. Después de capturar la señal en el concentrador Li-Fi Tower1 como propagación de línea de visión (LOS) desde la torre Jio, transmite la señal mediante modulación de luz (rayos láser) a la unidad de comunicación óptica (Fig. 6). Esta unidad se colocará en el techo de la escuela SECMOL y la señal del Hub Li-Fi Tower1 será decodificada y convertida nuevamente en una señal eléctrica. Por lo tanto, la señal puede llegar (indirectamente) a zonas alejadas de la torre, como se puede observar en la Fig. 6.
![Fig. 6: Conexión a Internet de montaña a montaña](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-6-Mountain-to-mountain-internet-connectivity-500x278.jpg)
Li-Fi elimina el costo de cavar cables de fibra óptica y construir torres de 10 pisos. Sin embargo, alimentar las torres puede ser un desafío dada la atmósfera fría en la cima de la montaña. Los principales proveedores de telecomunicaciones afirman que la potencia requerida para cada torre es de hasta 7 kW. Las unidades ópticas, por otro lado, solo requieren 48W.
Al igual que el edificio calentado por energía solar, Navtech, HIAL y SECMOL han desarrollado un sistema de almacenamiento de baterías calentadas por energía solar. Al medir las temperaturas en el barril (debajo del panel solar) se alcanzó una diferencia de aproximadamente 61 grados. Sonam dice: «Las temperaturas nocturnas son de al menos +26 grados, incluso cuando afuera hace -40 grados bajo cero. Esto demostró que el sistema de energía puede operar sin tripulación en las cimas de las montañas”.
Como se muestra en la Fig. 4, los receptores y transmisores de Li-Fi pueden recibir cualquier señal (por ejemplo, telecomunicaciones) de una torre normal. Si se instala un dispositivo emisor de láser en la cima de la montaña, cada pueblo remoto debajo de las montañas vecinas tendrá una conexión a Internet, lo que permitirá a los estudiantes tener clases en línea. “Se pueden lograr muchos ahorros de costos con esta solución”, dice Sonam.
Todos los equipos utilizados en estas innovaciones se fabrican en la India según Atmanirbhar Bharat, y la batería y el sistema de alimentación se fabrican en el propio campus. Los rayos láser tienen un alcance de unos 10 km, pero en el aire enrarecido a grandes altitudes, el alcance aumenta hasta los 15 km (por probar).
Como esta es una buena distancia de una montaña a otra, también puede enrutarse como cable de fibra óptica y usarse como radiofrecuencia para los valles debajo donde hay población. La capacidad de transmisión del rayo láser (hasta 1 GB) reemplaza la excavación, la potencia y el esfuerzo en las zonas montañosas. La velocidad sigue siendo la misma tanto para la comunicación por fibra óptica como por rayo láser.
![Fig. 7: Almacenamiento de batería calentada por energía solar](https://www.electronicsforu.com/wp-contents/uploads/2022/09/Fig.-7-Solar-heated-battery-storage-device-1024x527.jpg)
Aunque llueva/nieve en días esporádicos, dadas las condiciones meteorológicas, la autonomía del sistema de alimentación es tal que la fotovoltaica generaría suficiente electricidad incluso en días nublados (posiblemente sólo un 30-40% de su valor máximo), lo que ayudar a sobrevivir a la situación.
Esta tecnología se está abriendo camino ahora en los principales proveedores de telecomunicaciones y se utiliza en las regiones montañosas. Por lo tanto, con la ayuda de receptores y transmisores de Li-Fi, se pueden recibir señales desde una torre normal para conectar pueblos remotos. Los proveedores de telecomunicaciones tienen que lidiar con esta tecnología que puede ayudar a resolver muchos problemas.
“Hay muchos ahorros de costos con esta solución”, dice Sonam. Concluye: «Estos son algunos ejemplos, solo para decir que indigenizar y localizar la fabricación de cosas en la India es realmente un momento de orgullo para el país».
Este artículo se basa en el reciente discurso de Sonam Wangchuk en la 35.ª Conferencia Anual de VLSI. El artículo fue transcrito y comisariado por Sharon Abhignya Katta de EFY, apasionada por la innovación, particularmente en el campo de las telecomunicaciones.
sonam wangchuk tiene su sede en Ladakh y es ganador del Premio a la Contribución Sobresaliente en los campos de VLSI y sistemas integrados
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