Ingeniería de Energía y Potencia para Wearables

2.1. Fundamentos del almacenamiento energético en wearables y diferencias entre fuentes primarias, recargables e híbridas
2.2. Baterías de ion litio, litio polímero, estado sólido, microbaterías y otras tecnologías emergentes para aplicaciones corporales
2.3. Supercondensadores, micro-supercapacitores y sistemas híbridos de almacenamiento para picos de demanda y respuesta rápida
2.4. Parámetros críticos de selección de baterías: densidad energética, densidad de potencia, ciclo de vida, seguridad, flexibilidad y estabilidad térmica
2.5. Modelado eléctrico y térmico de celdas energéticas en dispositivos wearables sometidos a cargas variables y perfiles de uso reales
2.6. Envejecimiento, degradación, autodescarga y pérdida de capacidad en sistemas de almacenamiento miniaturizados de uso prolongado
2.7. Integración mecánica y encapsulado de fuentes energéticas en formatos rígidos, flexibles, textiles o conformables al cuerpo
2.8. Criterios de carga, descarga, protección y mantenimiento de salud de batería en productos portátiles y biomédicos
2.9. Comparación entre distintas tecnologías de almacenamiento según caso de uso en salud, deporte, monitoreo continuo y electrónica textil
2.10. Diseño de subsistemas de almacenamiento energéticamente robustos, seguros y adaptados a los requerimientos funcionales del wearable

3.1. Fundamentos de electrónica de potencia en baja escala y particularidades del diseño para dispositivos portátiles de consumo ultrabajo
3.2. Conversores buck, boost, buck-boost, LDO y topologías especializadas para adaptación de tensión en wearables inteligentes
3.3. Regulación de voltaje, estabilidad, respuesta transitoria y eficiencia energética en cargas variables de sensores, radios y microcontroladores
3.4. Diseño de rails de alimentación múltiples y distribución de potencia a subsistemas con diferentes requerimientos eléctricos
3.5. Gestión de corrientes pico y control de arranque de cargas dinámicas en módulos de comunicación, procesamiento y actuación
3.6. Selección de inductores, capacitores, MOSFET y componentes pasivos miniaturizados para plataformas compactas y de alta densidad
3.7. Pérdidas de conmutación, pérdidas resistivas y optimización del rendimiento de conversión en condiciones de operación real
3.8. Integración de PMICs, controladores de carga, medidores de batería y circuitos de protección dentro del diseño global del wearable
3.9. Compatibilidad electromagnética, ruido de conmutación y protección de señales sensibles frente a interferencias generadas por la etapa de potencia
3.10. Construcción de arquitecturas de potencia compactas, eficientes y estables para sostener funcionamiento prolongado de wearables avanzados

4.1. Fundamentos del power management en wearables y relación entre autonomía, funcionalidad, experiencia de usuario y confiabilidad operativa
4.2. Caracterización del consumo energético de sensores, procesadores, memorias, interfaces y radios bajo distintos modos de operación
4.3. Perfiles de carga y descarga en sistemas de monitoreo continuo, muestreo intermitente, inferencia local y comunicación periódica
4.4. Estrategias de duty cycling, wake-up por eventos, power gating y modos sleep profundos para reducir consumo medio del sistema
4.5. Gestión dinámica de frecuencia, voltaje y potencia de cómputo en plataformas wearables con procesamiento local o Edge AI
4.6. Coordinación entre firmware, sistema operativo embebido y hardware de potencia para maximizar tiempo útil de batería
4.7. Algoritmos de estimación de estado de carga, estado de salud y predicción de autonomía restante en uso real
4.8. Optimización del consumo asociada a decisiones de sensado, preprocesamiento, transmisión de datos y activación de interfaces
4.9. Compromisos entre calidad de señal, latencia, conectividad y autonomía en wearables médicos, deportivos e industriales
4.10. Diseño de estrategias energéticas inteligentes capaces de adaptar el comportamiento del dispositivo al contexto, al usuario y a la misión operativa

5.1. Fundamentos del energy harvesting y su papel en la reducción de dependencia de recarga externa en dispositivos corporales
5.2. Fuentes de captación energética para wearables: solar, térmica, piezoeléctrica, triboeléctrica, vibracional, RF y biomecánica
5.3. Conversión de gradientes térmicos corporales en energía útil mediante generadores termoeléctricos miniaturizados
5.4. Recolección de energía mecánica a partir de movimiento humano, deformación textil, presión, marcha y actividad cotidiana
5.5. Tecnologías triboeléctricas y piezoeléctricas aplicadas a superficies flexibles, textiles inteligentes y sensores autonutridos
5.6. Captación de energía ambiental y radiofrecuencia en entornos urbanos, hospitalarios o industriales con baja disponibilidad energética
5.7. Circuitos de acondicionamiento, rectificación, almacenamiento intermedio y gestión de energía recolectada en sistemas híbridos
5.8. Integración de energy harvesting con baterías y supercondensadores para construir wearables de autonomía extendida o parcialmente autosuficientes
5.9. Limitaciones de densidad de potencia, estabilidad de la fuente y dependencia del comportamiento del usuario en aplicaciones reales
5.10. Diseño de sistemas energéticos híbridos capaces de combinar almacenamiento y recolección para mejorar sostenibilidad y disponibilidad del wearable

6.1. Fundamentos de gestión térmica en wearables y relación entre disipación, confort, seguridad y rendimiento energético del dispositivo
6.2. Fuentes de generación de calor en baterías, convertidores, procesadores, radios y actuadores embebidos en plataformas corporales
6.3. Transferencia térmica en dispositivos portables adheridos al cuerpo, embebidos en textiles o encapsulados en formatos compactos
6.4. Riesgos térmicos asociados a sobrecorriente, sobrecarga, runaway, mala ventilación y acumulación localizada de calor
6.5. Protección eléctrica frente a sobrevoltaje, subtensión, sobretemperatura, cortocircuito, inversión de polaridad y fallas de carga
6.6. Diseño seguro de BMS miniaturizados y circuitos de protección para baterías de alta densidad energética en formatos reducidos
6.7. Confiabilidad eléctrica y energética bajo flexión, impacto, humedad, sudor, vibración y condiciones severas de uso diario
6.8. Materiales encapsulantes, barreras protectoras y soluciones de aislamiento compatibles con confort y biocompatibilidad
6.9. Métodos de ensayo térmico, eléctrico y de vida útil para validar robustez de arquitecturas de potencia en wearables
6.10. Construcción de soluciones energéticas seguras, confiables y térmicamente controladas para aplicaciones de salud, deporte e industria portátil

7.1. Fundamentos de integración energética entre subsistemas de sensado, procesamiento, transmisión y actuación dentro de plataformas wearables complejas
7.2. Requerimientos eléctricos de biosensores, sensores inerciales, módulos ópticos, interfaces hápticas y actuadores miniaturizados
7.3. Perfiles de potencia de radios Bluetooth, Wi-Fi, NFC, LPWAN y otros sistemas de comunicación inalámbrica en dispositivos corporales
7.4. Impacto energético del preprocesamiento local, inferencia Edge AI y toma de decisiones embebidas sobre la autonomía del wearable
7.5. Coordinación entre carga computacional, muestreo adaptativo y transmisión selectiva para equilibrar funcionalidad y consumo
7.6. Integración entre potencia y subsistemas de retroalimentación al usuario como vibración, audio, calentamiento o estimulación eléctrica
7.7. Arquitecturas de distribución de energía en sistemas multimodales con múltiples dominios funcionales y prioridades dinámicas
7.8. Interacción entre calidad de sensado, continuidad de monitoreo y estabilidad de alimentación en entornos fisiológicos variables
7.9. Diseño energético orientado a aplicaciones específicas como monitorización clínica, rendimiento deportivo, rehabilitación y seguridad laboral
7.10. Construcción de ecosistemas wearables integrados donde la potencia soporte de manera eficiente la inteligencia, la conectividad y la interacción avanzada

8.1. Fundamentos de electrónica flexible y su relevancia en la integración energética de wearables blandos, discretos y ergonómicos
8.2. Materiales conductores flexibles, sustratos poliméricos, interconexiones elásticas y soluciones imprimibles para distribución de energía
8.3. Integración de baterías flexibles, supercondensadores deformables y celdas energéticas conformables en prendas y parches corporales
8.4. Electrónica textil y diseño de redes de potencia en tejidos inteligentes sometidos a flexión, estiramiento y lavado
8.5. Técnicas de fabricación aditiva, impresión funcional y ensamblaje de sistemas energéticos sobre superficies no rígidas
8.6. Desafíos mecánicos y eléctricos de la fatiga por uso, deformación cíclica y discontinuidad de contacto en sistemas energéticos flexibles
8.7. Encapsulado, protección frente a humedad, sudor y abrasión en soluciones textiles y wearables de contacto prolongado
8.8. Interacción entre diseño de moda, ergonomía, estética y arquitectura energética en prendas inteligentes y accesorios corporales
8.9. Validación de desempeño eléctrico y durabilidad funcional en wearables flexibles destinados a salud, deporte y monitorización cotidiana
8.10. Construcción de soluciones energéticas flexibles y textiles que integren autonomía, confort y robustez funcional en dispositivos de próxima generación

9.1. Fundamentos de validación eléctrica y energética de wearables y diferencias entre ensayos funcionales, de seguridad, ambientales y de confiabilidad
9.2. Protocolos de prueba para autonomía, ciclos de carga, rendimiento de conversión, estrés térmico y estabilidad operativa en uso real
9.3. Normativa aplicable a seguridad eléctrica, compatibilidad electromagnética, baterías portátiles y dispositivos de salud o consumo corporal
9.4. Evaluación de confiabilidad, envejecimiento acelerado y degradación de subsistemas energéticos a lo largo del ciclo de vida del wearable
9.5. Gestión de obsolescencia, mantenibilidad, recargabilidad y reemplazo de componentes energéticos en productos miniaturizados
9.6. Diseño para sostenibilidad, reciclabilidad y reducción de impacto ambiental en fuentes, materiales y arquitectura de potencia wearable
9.7. Consideraciones de seguridad del usuario, biocompatibilidad, comodidad y percepción de confianza asociadas al sistema energético
9.8. Criterios de ecoeficiencia y análisis de ciclo de vida aplicados a wearables masivos, médicos y especializados
9.9. Estrategias de calidad, trazabilidad y documentación técnica para soportar industrialización y escalado de dispositivos energéticamente complejos
9.10. Construcción de enfoques integrales de validación y sostenibilidad que permitan llevar sistemas energéticos wearables desde prototipo hasta producto confiable

10.1. Definición del caso de estudio: tipo de wearable, contexto de uso, perfil energético y requisitos funcionales del sistema a desarrollar
10.2. Análisis de demanda energética de sensores, procesamiento, comunicaciones y actuadores del dispositivo seleccionado
10.3. Selección de la arquitectura de almacenamiento, conversión y distribución de potencia más adecuada para el caso planteado
10.4. Diseño del esquema de power management con estrategias de optimización de autonomía y control inteligente del consumo
10.5. Evaluación de alternativas de energy harvesting o arquitectura híbrida para mejorar disponibilidad energética del sistema
10.6. Integración del subsistema energético con hardware embebido, biosensores, conectividad y requerimientos de ergonomía del wearable
10.7. Desarrollo del plan de validación eléctrica, térmica, funcional y de seguridad del diseño propuesto
10.8. Evaluación de viabilidad técnica, escalabilidad, sostenibilidad y conformidad normativa del sistema energético desarrollado
10.9. Redacción de la memoria técnica integral con justificación de decisiones de almacenamiento, conversión, integración y validación energética
10.10. Presentación y defensa del proyecto final con validación global de la solución de ingeniería de energía y potencia para wearables elaborada