Grandes logros de proyectos - Circuitos flexibles para el sector de la confección y otras aplicaciones
Chaquetas impermeables que repelen el agua. Pantalones fabricados a partir de botellas de plástico. Tejidos que expresan los sentimientos del que los lleva mediante colores. Todas estas prendas parecen pertenecer a la ciencia ficción, pero gracias a la tecnología es posible convertir acciones cotidianas como vestirse o iluminar una casa en una «aventura ambiental». A ello se dedica el proyecto Stella («Componentes electrónicos flexibles para aplicaciones de área amplia»), cofinanciado por la Comisión Europea. Stella ha desarrollado procesos, tecnologías y aplicaciones completamente nuevos para circuitos electrónicos. Su primera tarea consistió en derribar la idea de que los circuitos electrónicos han de estar construidos sobre o en una «placa», concepto que implica rigidez. Los socios del proyecto desarrollaron «circuitos de cobre flexibles» (stretchable copper boards, SCB) con pistas de cobre serpenteantes laminadas mediante un plástico blando (poliuretano termoplástico). Esto permite utilizar sistemas electrónicos complejos en tejidos tan sencillos como un parche o una camiseta. Lo que hace tan especial a los SCB es que pueden utilizarse como sustrato para componentes microelectrónicos e integrarse en tejidos. Para probarlo, la Universidad Técnica de Berlín (Alemania), asociada a Stella, desarrolló mediante tecnología SCB una «prenda interactiva» denominada KLight capaz de encender o apagar sus luces integradas en sincronía con los movimientos del cuerpo. La prenda obtuvo el galardón Avantex al producto innovador en la Feria Techtextile 2009. En relación al premio el coordinador de Stella, el Dr. Christopher Klatt, director del Departamento de Física y Simulación de Freudenberg Research, indicó que: «Hoy en día no basta con desarrollar tecnologías nuevas fantásticas ni con probar que son viables mediante demostraciones. Es necesario combinar un elemento de "glamour" y publicidad con fiabilidad y trabajo profesional para lograr una aceptación comercial amplia.» Más que glamour Además del glamour Stella se ocupó de otros aspectos. Principalmente se dedicó a aplicaciones prácticas y críticas en los sectores de la medicina y la automoción. En dichos ámbitos las tecnologías desarrolladas dan solución a problemas contemporáneos. Por ejemplo, la tirita patentada Urgo utiliza los SBC de Stella para controlar la presión aplicada por un vendaje compresivo. Una presión adecuada calma el dolor y logra una curación óptima, sobre todo en casos crónicos, y previene enfermedades linfáticas y de las venas. Gracias al diseño flexible y cómodo de Urgo, ésta cabe a la perfección en la venda y permite controlar la presión ejercida. Se trata de un diseño pequeño completamente innovador con un potencial de mercado muy elevado. En la actualidad los responsables del proyecto estudian la aplicación de Urgo en productos semejantes. Philips Applied Technologies, uno de los socios industriales, también ha aplicado la tecnología SCB. Junto a socios de la Universidad Técnica de Berlín y Quality Products Int (QPI), ha creado un monitor de la actividad física inalámbrico y flexible que cuenta con una tira de Velcro® ajustable para facilitar su ajuste. Las posibilidades comerciales del producto en el deporte, la sanidad o el bienestar son muy numerosas. «La combinación de sensores integrados en una red corporal e incorporados en materiales flexibles y suaves al tacto permite mejorar las funciones de control y de detección o alerta temprana y también aumentar la comodidad», informan desde el proyecto sobre este nuevo adelanto. Stella también se ha adentrado en nuevos ámbitos de la sanidad con la creación de un dispositivo minúsculo para su utilización en plantillas de zapatos dirigido principalmente a enfermos de diabetes, una de las enfermedades de mayor crecimiento en Europa. Una diabetes que no se controle puede causar daños en los nervios y problemas de circulación sanguínea que impidan al paciente sentir calor, frío o dolor. Los músculos de la zona del pie también pueden verse afectados y dificultar el andar y provocar úlceras, gangrena e incluso la pérdida de extremidades (en Europa se realizan cerca de 40.000 amputaciones de pie cada año). Dos socios de Stella, Freudenberg y el especialista en caucho Nora Systems, desarrollaron un sensor de presión de tres puntos que se ajusta en el calzado sin causar molestias. Algunos pacientes de diabetes no se percatan de la aparición de problemas o dolor en los pies, pero este dispositivo detecta cambios mínimos como por ejemplo el desgaste de la propia suela. Las pruebas realizadas han demostrado que los SCB son capaces de soportar las condiciones de dureza y humedad del interior del calzado. También puericultura y automoción En Stella también hubo investigadores de IMEC y Verhaert que trabajaron sobre aspectos relacionados con la salud infantil. Así, han creado un aparato para controlar la respiración infantil integrado en un tejido ligero que puede engancharse al pijama. Este dispositivo mide el movimiento pectoral y abdominal del bebé con más efectividad que la tecnología actual. El sensor integrado de Stella que emplea la tecnología SCB será más barato, robusto y sensible a la cadencia de respiración de los bebés (registrando la elongación abdominal y pectoral) que la tecnología más moderna diseñada hasta la fecha. Stella tampoco ha pasado por alto el enorme potencial comercial que encierran las soluciones inteligentes para vehículos. Por ello creó un demostrador especial para probar que es posible crear circuitos electrónicos flexibles adecuados a las necesidades de «sistemas de calefacción incorporados en superficies» ligeros y eficientes desde el punto de vista energético de la industria automovilística. El equipo trabajó para crear «circuitos poliméricos flexibles» (stretchable polymer circuit boards, SPB) bidimensionales y a continuación instalarlos sobre formas tridimensionales (paso que destruiría un circuito convencional) que encajan en, sobre o bajo distintos componentes automovilísticos. En su prueba de concepto el equipo demostró que sus circuitos tridimensionales eran adecuados para la iluminación del interior de vehículos. Por ejemplo se probaron diodos emisores de luz (LED) blanca para leer y azul como señal de alarma. La tecnología desarrollada superó pruebas rigurosas diseñadas para reproducir condiciones de uso reales en el interior de automóviles. «La fabricación de circuitos tridimensionales mediante procesos bidimensionales comunes aplicados a circuitos integrados planos resulta muy atractiva para múltiples aplicaciones, no sólo las automovilísticas», explica el Dr. Klatt. «El interés manifestado por el mercado nos da motivos para creer que la tecnología SPB se empleará en gran cantidad de productos comercializables.» Empresa por escisión de capital y continuación Tal es la confianza en el potencial comercial de este trabajo que varios miembros del Instituto Fraunhofer IZM han creado una empresa por escisión de capital denominada Stretchable Circuits para «hacer realidad conceptos innovadores de productos basados en tecnologías de textiles con circuitos flexibles». Varios socios de Stella participarán también en un proyecto de continuación denominado PLACE-IT («Plataforma para la electrónica de gran superficie mediante integración»). Este proyecto pretende crear una plataforma industrial dedicada a la optoelectrónica delgada, ligera y flexible para su utilización en distintos diseños de productos y aplicaciones sobre el cuerpo humano. Es posible imaginar una lámpara que pueda diseñarse con cualquier forma o incluso mezclarse con el entorno, o cortinas luminosas que imiten la luz solar natural. Este tipo de técnicas de iluminación mediante LED eficientes desde el punto de vista energético y LED orgánicos pueden hacerse realidad a corto plazo gracias a las tecnologías de sustratos flexibles desarrolladas por investigadores europeos. «Esto es un gran logro y podemos estar orgullosos de él», indica el Dr. Klatt. «Los demostradores están listos y los primeros productos ya están en preparación.» El «proyecto integrado» Stella recibió una financiación comunitaria de 7 millones de euros a través del tema Tecnologías de la Sociedad de la Información (TSI) del Sexto Programa Marco de investigación de la UE. El proyecto finalizó en 2010, pero los socios continúan con la labor de difusión de sus resultados en eventos como el III Taller Flex Strech que se celebrará en noviembre de 2011.