Evolución de los dispositivos electrónicos

El desarrollo tecnológico en materia de electricidad y electrónica parece no tener límite para dispositivos y sistemas más rápidos, con mayor capacidad de almacenamiento y procesamiento de datos y con mejor conectividad, de tal modo que uno puede conectarse a casa o al negocio desde cualquier parte del mundo y a cualquier hora para monitorear la integridad de las instalaciones e incluso tomar acciones preventivas y/o correctivas ante cualquier eventualidad.

Actualmente es común adquirir equipo de telefonía celular con cámara fotográfica de ata resolución, lámpara, agenda, calculadora, etc., que hacen la vida más cómoda y práctica. Sin embargo, no siempre ha sido así, si nos remontamos a principios del siglo pasado, ni siquiera había acceso a la energía eléctrica. La primera planta de energía eléctrica en nuestro país, según información publicada en la página de CFE [1], se instaló en 1879 en el estado de Guanajuato para una empresa textilera, además de que no era accesible a toda la población. Años después, Porfirio Díaz otorgó al sector eléctrico el carácter de servicio público. El progreso se hacía presente en forma de generación y manejo de energía eléctrica de mayores proporciones hasta llegar a nuestros días, en donde el CENACE [2] (Centro Nacional de Control de Energía) llega generar y administrar más de 40,000 MW de potencia instantánea para el Sistema Interconectado Nacional.

Sin embargo, para que esto fuera posible se necesitó desarrollar dispositivos capaces de soportar distintos rangos de potencia y velocidad para el manejo de información y la potencia eléctrica. Los primeros dispositivos electrónicos utilizados para el manejo de energía eléctrica fundamentaban su operación en una serie de electrodos dentro de tubos al vacío, no obstante que hubo patentes de dispositivos de estado sólido, no existía la tecnología disponible para la fabricación de materiales semiconductores de alta calidad.

Después de muchas aportaciones en materiales semiconductores y dispositivos rectificadores, en diciembre de 1947 tres hombres (John Bardeen, Walter Houser Brattain y William Shockley de los Laboratorios Bell), después de mucha pruebas, demostraron el efecto amplificador de un dispositivo que llamaron Transistor de punto de contacto, antecesor de lo que ahora conocemos como Transistor de Unión Bipolar (BJT por sus siglas en inglés: Bipolar Junction Transistor), y que es considerado como uno de los parteaguas de la industria electrónica. El desarrollo de mejores técnicas de purificación de materiales semiconductores, principalmente el silicio, ha permitido que dispositivos nuevos o mejorados, pudieran lograr lo que ahora estamos utilizando en sistemas electrónicos.

Para entender el desarrollo de la tecnología electrónica en un contexto más coloquial, en 2015, un procesador de una asociación conformada por IBM, la State Universal Association of New York, la GlobalFoundries y Samsung contaba ya con 22,000 millones de transistores de 7 nm (para darse una idea, China terminó el 2015 con un poco más de 1,374 millones de habitantes). Lo anterior significa, entre otras cosas, que desde la invención del circuito integrado o CI hace 58 años, la densidad (número de transistores por milímetro cuadrado) de un circuito integrado ha incrementado en 22,000 millones de veces. El rendimiento, por ejemplo, de la ENIAC ha sido superado en más de 691,200,000% en el procesador A9X de Aple, mientras el consumo de energía ha decrecido en 99.994%. Finalmente, gracias a la conjunción de la óptica y la electrónica, la velocidad del internet ha incrementado en 3.3 millones de veces en 30 años.

En la Universidad Politécnica de Tulancingo contamos con la carrera de Ingeniería en Electrónica y Telecomunicaciones, en la cual se aprenden los principios básicos del funcionamiento de los dispositivos de estado sólido, su integración en circuitos eléctricos y electrónicos, y el análisis de sistemas eléctricos complejos para aplicaciones analógicas y digitales en áreas como el control, telecomunicaciones y electrónica de potencia.

Referencias:

[1]. http://www.cfe.gob.mx/ConoceCFE/1_AcercadeCFE/CFE_y_la_electricidad_en_Mexico/Paginas/CFEylaelectricidadMexico.aspx

[2]. http://www.cenace.gob.mx/GraficaDemanda.aspx

DR. FELIPE COYOTL MIXCOATL
COORDINADOR DE LA MAESTRÍA EN ENERGÍAS RENOVABLES
UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE TULANCINGO