Millones de toneladas de alimentos son desechados cada año debido a la fecha de vencimiento "mejor antes de". Pero, esta fecha es siempre una estimación prudente, lo que significa que mucha comida todavía comestible se tira. ¿No sería más útil si el envase pudiera "probar" si es que los contenidos son aún seguros para comer? Investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven, Universitá di Catania, CEA Liten y STMicroelectronics han inventado un circuito que hace esto posible: un convertidor analógico-digital plástico. Este desarrollo lleva circuitos sensores plásticos que cuestan menos de un céntimo de euro a su alcance. Más allá de los alimentos, estos circuitos de plástico de ultra-bajo coste tienen numerosos usos potenciales, incluyendo, los productos farmacéuticos. El invento fue presentado la semana pasada en el ISSCC en San Francisco, la conferencia más importante del mundo de los circuitos de estado sólido.
Los consumidores y las empresas en los países desarrollados tiran cerca de 100 kilos de alimentos por persona (*), principalmente debido a la fecha "mejor antes de" en el envase ha pasado. Este desperdicio es malo para los presupuestos de los consumidores y para el medio ambiente. Gran parte de estos desperdcios resulta de la dificultad de estimar cuánto tiempo la comida se mantendrá utilizable. Para minimizar el riesgo de la venta de alimentos en mal estado a los consumidores, los productores muestran una vida útil relativamente corta en sus envases.
Menos de un centavo
Para luchar contra los desperdicios de alimentos, los productores pueden incluir un circuito de sensor electrónico en el embalaje para monitorear el nivel de acidez de la comida, por ejemplo. El circuito del sensor se puede leer con un escáner o con su teléfono móvil para mostrar la frescura de su carne, o si tu alimento congelado ya se descongelo. El investigador Eugenio Cantatore de Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU / e): "En el principio de que todo es ya posible, utilizando circuitos integrados de silicio estándar. El único problema es que son demasiado caros. Ellos pueden fácilmente costar diez centavos.Y que el costo es demasiado para una bolsa de un euro de papas fritas. Estamos desarrollando dispositivos electrónicos que están hechos de plástico en lugar de silicio. La ventaja es que se puede fácilmente incluir estos sensores plásticos en los envases de plástico. "El semiconductor de plástico incluso se puede imprimir en todo tipo de superficies flexibles, lo que lo hace más barato de usar. Y hace que los circuitos sensores cuesten menos de un céntimo de euro alcanzable.
El primer ADC impreso
Los investigadores han conseguido hacer dos diferentes ADCs (analógico-digital, convertidores). Cada uno convierte las señales analógicas, tales como el valor de salida medida por un sensor, en forma digital. Uno de estos nuevos dispositivos es el primer ADC impreso que se haya hecho."Esto allana el camino hacia los sensores de gran superficie en las películas de plástico de una manera costo-efcente a a través de métodos de fabricación por impresión", dice Isabelle Chartier, desarrolladora de Printed Electronics Business en el CEA-Liten. El ISSCC califico los trabajos sobre estas invenciones como los aspectos más destacados de la conferencia.
El eslabón perdido
El nuevo ADC plástico pone las aplicaciones en las industrias de alimentos y productos farmacéuticos a su alcance. Un circuito sensor consta de cuatro componentes: el sensor, un amplificador, un ADC para digitalizar la señal y un transmisor de radio que envía la señal a una estación base. El ADC plástico ha sido el eslabón perdido, y los otros tres componentes ya existían "Ahora que tenemos todas las piezas, necesitamos la integración", dice Cantatore. Él espera que esto aún tomara al menos cinco años antes de que podamos empezar a ver los nuevos dispositivos en los estantes de los supermercados. Otras aplicaciones potenciales se encuentran en productos farmacéuticos, interfaces hombre-máquina y en los sistemas de inteligencia ambiental en los edificios o en el transporte.
Matemáticas complejas
Hacer este desarrollo no fue una tarea fácil. Las características eléctricas de 'transistores ordinarios' son altamente predecibles, mientras que los de los transistores de plástico pueden variar mucho. "Todos los transistores de plástico se comportan de manera diferente en los procesos de producción de bajo costo a bajas temperaturas", explica Cantatore. "Eso hace que sea mucho más difícil utilizarlos en dispositivos. Se necesita complejos modelos matemáticos para poder predecir su comportamiento con precisión. "
El circuito impreso ADC ofrece una resolución de cuatro bits, y tiene una velocidad de dos hertz. Los circuitos impresos por CEA-Liten incluyen más de 100 transistores de tipo p yn y un nivel de resistencia en sustratos de plástico transparentes. La movilidad de los portadores de los transistores impresos está por encima del silicio amorfo ampliamente utilizado en la industria de pantallas o paneles.
Este desarrollo se inscribe en el proyecto Cosmic apoyado por la UE (http://www.project-cosmic.eu/index.html) y el proyecto ORICIS apoyado por el Fundación Holandesa de Tecnología STW y el Centro Holst / TNO (http://stw .nl / nl / content / organic-ics e integrado de sensor-systems-oricis).
(*) "Las pérdidas mundiales de alimentos y residuos de alimentos", un estudio realizado por la Organización para la Alimentación y la Agricultura de las Naciones Unidas (FAO), 2011
Documentos adjuntos
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| Convertidor plástico de analógico a digital (ADC). El ADC que se muestra es aun relativamente grande, en su forma final será más pequeño. Foto: TU Eindhoven / Bart van Overbeeke. |
27 de febrero de 2013
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