Acelerómetros de papel (Harvard)

Investigadores de la Universidad de Harvard han puesto a punto un acelerómetro cuyo costo es tan bajo, que puede considerarse desechable. A diferencia de los modelos electrónicos más difundidos, estos están hechos de papel. Cada uno puede conseguirse por unos cuatro centavos de dólar y han sido presentados en sociedad en el marco de la conferencia IEEE MEMS 2011. Además de su bajo precio, son lo suficientemente flexibles como para ser colocados en soportes elásticos o incluso sobre la piel. Sus creadores aseguran que este invento permitirá incluir acelerómetros en prácticamente cualquier objeto.

Cada vez más utilizados en los equipos electrónicos, los acelerómetros han llevado la interacción con nuestras máquinas a un nuevo nivel. Resulta casi mágico ver como el mando de una consola de videojuegos, un móvil o cualquier otro cacharro reacciona a nuestras sacudidas. Según la primera ley de Newton, “todo cuerpo permanece en reposo hasta que una fuerza externa actúa sobre él”. Y su segunda ley permite definir -dejando sutilezas de lado- a la fuerza como el producto entre la masa y la aceleración. Un acelerómetro no es otra cosa que un instrumento que aprovecha la sabiduría del viejo Isaac para medir la aceleración a la que se encuentra sometido un objeto. Los modelos más antiguos eran mecánicos (no mucho más que un resorte y una masa conocida adosada al objeto cuya aceleración se quiere medir), pero desde hace bastante más de una década se los construye en un chip de silicio, incluyendo en la misma cápsula la electrónica necesaria para procesar las señales generadas en cada uno de los tres ejes espaciales. Son estos chips los que han hecho posible la  “magia” del Wii o del iPhone.

Dentro de estos chips se encuentran dispositivos capaces de medir las más insignificantes aceleraciones, pero en lugar de una masa enorme y un resorte, se utilizan moléculas de gas y sensores MEMS (por Microelectromechanical systems o sistemas microelectromecánicos), que eliminan las estructuras mecánicas móviles del interior del acelerómetro. Pero incluso este enorme avance puede quedar obsoleto gracias a un trabajo realizado por los investigadores de la Universidad de Harvard, que han construido un dispositivo capaz de medir aceleración utilizando papel, cuyo costo ronda los cuatro centavos de dólar. Si bien la verdadera popularización de los acelerómetros comenzó a mediados de la década de 1990 con la inclusión dentro del sistema de airbags de los coches, el público de a pie comenzó a oír hablar de ellos no hace mucho tiempo, gracias a la industria del entretenimiento. Actualmente, un chip de este tipo tiene un costo que varía entre los 5 y 20 dólares, dependiendo de sus características, tamaño y volumen de la compra. El dispositivo diseñado en Harvard costará entre 500 y 800 veces menos.

El equipo de Harvard presentó su invento en el marco de la conferencia IEEE MEMS 2011 que tuvo lugar la semana pasada. George Whitesides, profesor de química y miembro del equipo que desarrolló el “acelerómetro de papel” dice que es poco probable que en el futuro cercano este nuevo componente reemplace a los sensores de silicio en los dispositivos electrónicos más caros, pero su bajo precio hará posible incluirlos en elementos mundanos, aparatos de consumo, ropa o dispositivos relacionados con la medicina. El nuevo sensor emula los elementos que se encuentran en el corazón de los acelerómetros tradicionales, pero  utiliza un material que varía su resistencia eléctrica cuando es sometido al estrés mecánico.

Kevin Dowling, vicepresidente de investigación y desarrollo de  MC10 -una empresa de tecnología que desarrolla productos electrónicos– dice que lo más excitante de estos sensores, además de su precio, es que “podrían montarse también en soportes elásticos y biocompatibles, como la silicona, para incorporarlos en el extremo de instrumentos laparoscópicos que permitirían a los cirujanos tener una mejor idea de los tejidos que están tocando”. Lo más llamativo es que para fabricar un sensor como estos solo se requiere de herramientas sencillas, como una cuchilla para cortar papel y una espátula para distribuir pintura. Por el contrario, para fabricar un acelerómetro tradicional hace falta una enorme y cara planta fabril similar a la utilizada en la producción de circuitos integrados. Sin dudas, se trata de un invento que que revolucionará la industria. ¿No crees?