Sensores impresos para la operación de edificios inteligentes

De acuerdo con IDTechEx, en su informe “Sensores impresos y flexibles 2020-2030: tecnologías, reproductores, pronósticos”, los edificios del futuro pueden tener sensores impresos integrados en las paredes, el piso y el techo, ya que la electrónica impresa tiene la ventaja de abarcar  grandes superficie bajo costo. Sin embargo, hasta la fecha, estos atributos no se han utilizado ampliamente, con la mayor adopción en aplicaciones de alto valor como las pantallas OLED (Organic Light-Emitting Diode o Diodo Orgánico de Emisión de Luz).

Dadas las grandes áreas involucradas, la fabricación de bajo costo es esencial para algunas aplicaciones integradas en edificios, como las paredes sensibles al tacto. Esta funcionalidad se logra imprimiendo tintas conductoras a base de carbono con impresoras gráficas convencionales. Al disponer varios sensores capacitivos debajo de los gráficos decorativos, las personas pueden interactuar con la pared para producir luz y sonido (generalmente producido a través de la electrónica convencional en esta etapa). 

Actualmente, esta aplicación de la electrónica impresa se utiliza principalmente con fines promocionales, como campañas de marketing. No obstante, dada la situación actual de Covid-19, la tecnología que permite la conmutación sin contacto está atrayendo un mayor interés.

A continuación presentamos algunas de las aplicaciones que IDTechEx ha identificado con sensores impresos para edificios inteligentes: 

Pisos sensibles a la presión

Los sensores de presión se han fabricado durante mucho tiempo utilizando serigrafía de tintas conductoras y un material sensible a la fuerza, siendo los sensores de presencia de automóviles la aplicación más común. Los bajos costos de producción significan que estos sensores pueden usarse para cubrir áreas muy grandes como pisos. 

Las aplicaciones potenciales incluyen monitorear a los clientes en una tienda o pacientes en un hospital, sin las preocupaciones de privacidad asociadas con las cámaras. Las almohadillas de piso sensibles a la presión también se han desarrollado e implementado en tiendas para ayudar a hacer cumplir los requisitos de distanciamiento social de Covid-19.

 Detección de fugas

Una aplicación interior innovadora y disponible comercialmente son los sensores de humedad de película delgada. Estos determinan la humedad mediante una antena impresa que se lee de forma remota mediante un lector RFID, lo que permite una medición no destructiva. El principio básico es que una capa sensible a la humedad cambia la frecuencia de resonancia de la antena. El formato de película fina permite colocar el sensor detrás de las baldosas impermeables para comprobar la eficacia de la impermeabilización.

 Los sensores capacitivos también se pueden usar para detectar el agua, por lo que la pantalla de un teléfono inteligente no funciona bajo la lluvia. Mediante el uso de tinta barata a base de carbono impresa en bobinas de plástico, se puede esparcir de manera rentable una tira delgada de material de detección de fugas alrededor del perímetro de una habitación. Los sensores se comunican de forma inalámbrica con la nube siempre que se detecta un cambio en la capacitancia, y la mayor parte del procesamiento se realiza en la nube.

 Detección de gas para la calidad del aire

La calidad del aire es una métrica cada vez más monitoreada en todo el mundo. Hasta la fecha, la mayoría de los sensores de gas están hechos de materiales inorgánicos y, por lo tanto, son rígidos, lo que los hace más llamativos y difíciles de instalar.

Los sensores de gas fabricados con componentes electrónicos impresos / flexibles son una alternativa potencialmente se puede producir a un costo menor debido a su compatibilidad con la fabricación continua a baja temperatura. Dichos sensores de gas típicamente comprenden una serie de materiales como nanotubos de carbono. El análisis algorítmico de la salida de todos los sensores de gas de la matriz permite determinar la composición de gases específicos. La obtención de esta información en tiempo real en todo el edificio permitiría modificar la tasa de circulación de aire según corresponda y proporcionar una alerta temprana de altos niveles contaminantes.