El año pasado, All About Circuits cubrió el impacto ambiental duradero de los desechos electrónicos ("desechos electrónicos"), especialmente en lo que se refiere a las prácticas modernas de diseño de PCB. Pero las prácticas de eliminación no son la única forma en que las innovaciones tecnológicas se cruzan con la sostenibilidad. Los dispositivos informáticos más potentes y los modelos de software sofisticados también implican un mayor consumo de energía.
Un informe de Nature predice que se espera que el sector de la tecnología de la información y la comunicación (TIC) por sí solo, que consiste en centros de datos, dispositivos de consumo y redes, represente más del 20% del consumo mundial de energía para 2030.
Previsión energética TIC. Imagen utilizada por cortesía de Nature.
El Internet de las cosas (IoT), por otro lado, es un campo que tiene el potencial de beneficiar al medio ambiente en más de un sentido.
Una de las formas en las que IoT se considera una tecnología sostenible es el uso de la informática de punta. Si bien los centros de datos son responsables de aproximadamente el 2% de las emisiones globales de CO2, la informática de borde es significativamente más sostenible por dos razones principales.
1. Reducción de la dependencia de los centros de datos
En primer lugar, la informática de borde ayuda a reducir el tráfico de red y el uso del centro de datos en la nube. Edge computing significa que la información, que de otro modo se habría enviado a los centros de datos, se procesa en el dispositivo. Esto reduce la energía gastada en atravesar una red y libera ancho de banda a través de la red.
Diagrama de bloques de un ecosistema de procesamiento de borde de ejemplo. Imagen utilizada por cortesía de STMicroelectronics
Ayer, Akamai, un líder autoproclamado del borde inteligente, anunció un plan de nueve años para actualizar sus soluciones de hardware para una mayor sostenibilidad. La compañía, que actualmente alberga 325,000 servidores en 1,435 redes a nivel mundial, tiene la intención de aprovechar el aprendizaje automático para almacenar en caché los datos más esenciales en los servidores de borde y eliminar los viajes adicionales al origen de los datos. Esta iniciativa no solo conservará la memoria y el consumo de energía de la CPU, sino que también puede reducir las emisiones de carbono.
2. Los dispositivos de borde son intrínsecamente ahorradores de energía
La informática perimetral está diseñada de forma inherente para la eficiencia energética. La mayoría de los dispositivos periféricos funcionan con baterías y tienen recursos limitados, lo que significa que su presupuesto de energía es muy limitado. Aún así, este año, muchos proveedores de semiconductores han empujado aún más los límites de estos diseños de bajo consumo de energía, por ejemplo, con módulos multiprotocolo y chips aceleradores NN para computación en el borde.
Fabricantes como Aspinity se están volviendo creativos con las formas de conservar la potencia informática de punta, como se representa en esta arquitectura de "analizar primero". Imagen utilizada por cortesía de Aspinity
Además, muchos dispositivos de IoT emplean técnicas de recolección de energía, lo que hace que sus fuentes de energía sean 100% renovables. Algunas de estas técnicas incluyen recolección solar, térmica, vibratoria y de radiofrecuencia, o una combinación de múltiples fuentes de energía.
IoT también es reconocido por su sostenibilidad debido a las muchas aplicaciones "ecológicas" en las que se implementa.
Seguimiento de vida silvestre
Una aplicación integrada popular orientada al medio ambiente es el seguimiento de la vida silvestre. Por ejemplo, la Unidad de Investigación de Mamíferos Marinos en Escocia está utilizando sensores para etiquetar y rastrear el movimiento y la salud de las focas de puerto, una especie que ha experimentado una enorme disminución de población durante la última década.
Rastreador pegado a una foca del puerto. Imagen utilizada por cortesía de GSMA
Los científicos podrán observar y analizar patrones en el comportamiento de las focas para esbozar una imagen completa de la disminución de la población y, con suerte, evitar su extinción.
Hogares inteligentes sostenibles
La noción de "casa inteligente" orientada al consumidor es otra forma en la que IoT conserva energía. Una casa inteligente moderna incluye muchos sensores interconectados que ajustan el entorno para la eficiencia energética: las casas inteligentes pueden detectar cuando la casa está vacía y apagar las luces y bajar el termostato para ayudar a ahorrar energía.
Transceptor LoRa Core Mbed Shield de Semtech para aplicaciones domésticas inteligentes. Imagen utilizada cortesía de Semtech
Las fugas en el hogar representan aproximadamente 900 mil millones de galones de agua que se pierden cada año. Para conmemorar el Día de la Tierra, Semtech anunció que está redoblando sus esfuerzos para reducir el desperdicio de agua en hogares inteligentes utilizando una serie de sensores de medición de agua, puertas de enlace LoRa y receptores LoRa.
Eficiencia agrícola
Los diseños integrados energéticamente eficientes también desempeñan un papel importante en el sector agrícola. La agricultura inteligente utiliza dispositivos de IoT para monitorear y controlar constantemente un campo de cultivo (por ejemplo) para mejorar la eficiencia. De hecho, el año pasado informamos sobre "ChipSats", o pequeños satélites del tamaño de un chip de computadora, que se utilizan para monitorear cómo la temperatura, la humedad y la luz ambiental afectan el crecimiento de los cultivos e incluso las condiciones respiratorias en los terneros de granja.
Los investigadores de Cornell encerraron cada ChipSat y cada unidad de sensor en una taza de espuma para evitar que las lecturas de temperatura se desvíen por la exposición prolongada a la luz solar. Imagen utilizada por cortesía de John Munson y la Universidad de Cornell.
Con las soluciones de IoT, los agricultores pueden reducir los desechos y mejorar la productividad, lo que permite el uso eficiente de recursos como el agua y la electricidad. La agricultura es un contribuyente notoriamente grande a las emisiones de CO2 y al consumo de recursos, y las mejoras en este campo podrían tener enormes impactos.
La eficiencia energética nunca está lejos de los pensamientos de un ingeniero, pero este enfoque a menudo está vinculado principalmente a consideraciones a nivel de diseño, no ambientales. Aún así, las ramificaciones de los diseños conscientes de la energía tienen un impacto significativo en la electrónica sostenible en su conjunto.
Entre ofrecer operaciones extremadamente eficientes, utilizar energía renovable y permitir una gran cantidad de aplicaciones respetuosas con el medio ambiente, ciertamente hay un argumento que argumentar que el IoT es la tecnología "más verde".
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