“Desde el sol, la luna y las llamas, a semiconductores ultramodernos: la historia de la humanidad está intrínsecamente unida a la luz. En este
“Desde el sol, la luna y las llamas, a semiconductores ultramodernos: la historia de la humanidad está intrínsecamente unida a la luz. En este programa conoceremos a científicos e ingenieros que están haciendo que nuestro futuro sea más luminoso”.
Amanecer eterno del inmaculado LED
La luz del sol nos transmite comodidad y seguridad. Estemos donde estemos necesitamos ver el cielo. Está en nuestra naturaleza. Las habitaciones sin ventanas nos hacen sentirnos mal.
Imaginemos que estamos en la unidad de radiografía del Hospital de Investigación Humanitas de Milán, en un sala donde no hay ventanas. Y fuera está lloviendo. Pero de repente está viendo una asombrosamente realista ilusión de la luz solar. En el video se puede observar lo diferente que queda la habitación sin ella.
“Éste es un lugar cerrado, un espacio protegido, a causa de las radiaciones. Lo que puede hacer que los pacientes sientan claustrofobia”. “Esta ventana crea con un realismo extremo, la sensación de luz es exactamente igual que una ventana real. Y eso te hace sentirte mejor, más tranquilo, cuando entras en la habitación”, explica Piero Picozzi, neurocirujano y jefe de la unidad Gamma Knife del hospital de Investigación Humanitas.
Es un aparato con un sistema óptico que está escondido detrás de la ventana. Por el momento es bastante voluminoso, y tiene el precio de un coche medio. Es el resultado de un proyecto de investigación europeo, consume sólo 300 vatios de energía, y ya ha ganado varios premios industriales.
“¿Cómo construir una ventana virtual? Este aparato se basa en un proyector LED que tiene todas las características espectrales de la luz solar creando un rayo estrecho con sombras realistas. Dentro del aparato están todos los sistemas ópticos que permiten al observador percibir la imagen del cielo con el infinitamente distante sol”. “En nuestro proyecto, estamos intentando desarrollar un aparato lo suficientemente compacto para que pueda ser instalado no solo en casa o en un hospital, sino también en un ascensor, en un coche, en el camarote de un barco, en un tren, un avión… en cualquier sitio!”, comenta Paolo Di Trapani, profesor de óptica de la Universidad de Insubria (Varese, Italia) y coordinador del proyecto.
Los artistas saben que el sol crea efectos ópticos en las superficies. Si queremos que la luz parezca natural, esos efectos necesitan ser entendidos y reproducidos. Pero, ¿cómo lograr el color correcto? El profesor Di Trapani ha logrado recrear el proceso atmosférico exacto que hace que nuestro cielo sea azul.
“La atmósfera contiene moléculas que se mueven en el aire, creando fluctuaciones de densidad en una extremadamente pequeña escala de nanómetros, una millionésima de milímetro. Estamos reconstruyendo estas fluctuaciones usando nanopartículas, una dispersión altamente concentrada de esferas enanas con un índice de refracción ligeramente más alto que el agua. Vertámoslo en el agua”, añade Di Trapani.
La parte azul del espectro se dispersa, convirtiendo el agua en cielo azul. El rojizo amarillo pasa a través. Esa es la razón por la que vemos a nuestro sol blanco como si fuera amarillo, a través de la atmósfera.
En el artefacto de la ventana funciona con el mismo principio, con las nanopartículas fijadas en plástico transparente en lugar de agua.
“Nuestra tecnología no es luz artificial, es una ventana. Una ventana que recrea el espacio infinito al que el hombre está acostumbrado desde hace cientos de miles de años”, concluye Di Trapani.
Ejemplos de habitaciones con y sin luz artificial: http://www.deeplite.eu/
Los inventores lo observan como una nueva filosofía en la iluminación interior. Al contrario de las lámparas que crean manchas de luz que nos recuerdan una oscuridad envolvente, estas ventanas crean un mundo de luz solar fuera, un mundo que puede apagarse con un interruptor.
Los LEDS inorgánicos tienen muchas ventajas, la mayoría importantes, son luminosos y eficientes. Pero la luz orgánica emite diodos, OLEDs, con cualidades únicas que abren, completamente, nuevas posibilidades.
Productos electrónicos flexibles: un futuro luminoso
Nos vamos a Eindhoven (Holanda) donde los diseñadores industriales se reúnen con los científicos que producen materiales. Intercambian ideas sobre cómo usar componentes electrónicos flexibles, incluidos los OLEDs, en nuevos productos en el marco de un taller.
“Realmente, puedes acercarte al problema por dos vertientes. El material de los científicos suele funcionar de forma ascendente, desde la física, a lo mecánico, hasta el cómo funciona”. “Los diseñadores suelen pensar hacia fuera, desde el por qué tiene sentido para el usuario, por qué alguien disfrutará usándolo”, asegura Erik Tempelman, profesor asociado de diseño industrial de la Universidad de Tecnología Delft y coordinador del proyecto “Luz, Tocar. Materia”.
El cuidado de los niños es una de las áreas en la que los dispositivos electrónicos flexibles inteligentes pueden ser particularmente útiles. Las luces en esta mesa de tela pueden interactuar con los platos y la vajilla añadiendo algo de “magia” a las comidas de los hospitales.
“Hemos preguntado a los médicos cuál es el mayor problema cuando se está recuperando un niño que está hospitalizado, por ejemplo nos llevaron a las salas con pacientes de cáncer; y uno de los temas principales es la falta de apetito; siendo muy importante comer para recuperarte de una enfermedad. Por lo que, la idea consistió en trabajar con esas situaciones en las que se debía comer y aportar algo de magia a esos momentos”, explica Hanne-Louise Johannesen, diseñadora de Diffus Design.
A lo que Michel Guglielmi, también diseñador de la misma empresa añade: “Bordar es una técnica tradicional que conocemos desde hace siglos, y es la que aplicamos aquí, con el objetivo de transportar la corriente de un punto a otro”.
Otro ejemplo es una pulsera de juguete que parece recobrar vida cuando la tocas y te preocupas por ella. Es una forma simpática de distraer a los niños cuando pasan por procedimientos médicos poco agradables.
“Yo diría que la luz es un resultado primario que el niño puede ver; algo que está pasando cuando interactúa con ella. Por lo que puede acariciarla, sentir el zumbido, también puede observar que va hacia arriba. Es un comportamiento muy poderoso. La luz es algo muy fácil de comprender”, argumenta László Herczeg, diseñador de Fuelfor.
Los adultos apreciarán un prototipo de guante que ayuda a que los pacientes se recuperen entrenando una mano herida: sus luces flexibles se iluminan ayudando a hacer bien el ejercicio. Dario Presti, ingeniero electrónico de Grado Zero Espace explica el funcionamiento: “Este gran trozo de luz dice si la ejecución del ejercicio ha sido correcta o errónea, y los trozos en los dedos se encienden cuando son doblados”.
Al contrario que los LEDs, que crean pequeños puntos de luces luminosas, la luz orgánica emite diodos que funcionan como bellas superficies brillantes
El problema es que, los OLED grandes producidos en un vacío de vaporización son difíciles de hacer y muy caros.
Pero estos investigadores europeos están desarrollando una nueva tecnología para imprimir los OLED en rollos, creando, potencialmente, fuentes de luz tan grandes como flexibles sobre papel pintado.
“Es muy flexible, sí. Y en los próximos años vamos a ser capaces de doblar esto completamente, porque nuestra idea es convertirlo en algo que pueda ser arrugable, para poder hacerlo como si fuera una toalla, puedes envolver algo con ello, ponerlo en tu bolsillo, desplegarlo y tendrás tu fuente de luz”. “En lugar de hacerlo mediante un proceso complicado, intentamos llevarlo a cabo con esta especie de imprenta, estamos intentando crear OLEDs como si imprimiésemos un periódico”, explica Pim Groen, científico de materiales del Centro Holst y profesor de materiales inteligentes en la Universidad de Tecnología Delft.
La hilera prototipo que utilizan usa pintura de plata para imprimir los circuitos electrónicos en película transparente de polímero. Para acelerar el proceso, la máquina seca la parte pintada con luz intermitente. Robert Abbel, investigador de materiales del Centro Holst comenta su funcionamiento: “Cuando toco aquí, lo mancho, por lo que usamos esta máquina de aquí, que calienta la plata con pulsaciones de luz de corta duración a alta temperatura, y ahora si lo toco, está seco”.
Película con componentes impresos: http://www.light-touch-matters-project.eu/
Esta puede ser la capa base para una superficie mayor de OLED. Necesitará algunas capas más de varias sustancias químicas para producir luz, por lo que esta investigación sigue en marcha.
Una comida ligera
Las nuevas tecnologías de la luz nos proporcionan una mayor comodidad y crean posibilidades estupendas para los futuros consumidores de productos electrónicos. Pero las perspectivas son mucho más amplias, incluso en los campos más tradicionales. Por ejemplo, ¿Hasta qué punto están a salvo nuestros productos agrícolas? Un nuevo instrumento aclara con algo de luz el problema.
La región italiana de Veneto es famosa por su vino y por su queso. La industria local produce mozzarella y otros productos perecederos desde el siglo 19. El queso es empaquetado con una mezcla específica de gases atmosféricos que protegen la comida para que no se estropee.
“Hay ciertos parámetros que debemos respetar, y uno de ellos es el nivel de oxígeno que debe estar por debajo del 5%. Hoy lo controlamos de forma manual, revisando algunos de los paquetes en el laboratorio”, explica Lorenzo Brugnera, presidente de Latteria di Soligo.
Así es como se hace: se coge una muestra de forma aleatoria y se perfora la bolsa con una aguja. La prueba muestra el nivel de oxígeno, pero ahora el producto debe ser empaquetado de nuevo. ¿Hay una forma mejor de hacerlo? Sí, y ya tenemos un prototipo funcionando.
“El paquete llega en una cinta transportadora, entra en el aparato de medición y pasa a través del láser que mide el nivel oxígeno dentro del paquete”. “La luz pasa a través de la bolsa, interfiriendo con las moléculas de oxígeno que hay en el interior, y nos proporciona una indicación sobre el nivel de oxígeno de forma que no se ha destruido el envoltorio, ni ha habido contacto, excepto el puramente óptico”, comenta Paolo Tondello, ingeniero eléctrico de CEO, “L pro”.
Funciona con cualquier contenedor que no sea metálico. El láser de baja potencia no deteriora el paquete y mantiene la comida intacta. Permite inspeccionar todos los productos, no solo un ejemplo aleatorio de ellos.
“Para diferenciar un tipo de gas de otro lo iluminamos con la luz de un láser con una longitud de onda que sólo es absorbida por ciertos gases. Midiendo cómo es absorbida la luz, encontramos la concentración y la presión de ese específico tipo de gas dentro del envase”, añade Luca Poletto, investigador óptico del Instituto de fotónica y nanoteconologías CNR; y coordinador del proyecto SAFETYPACK.
Más información sobre el prototipo: http://www.safetypack-project.eu/
Estas pruebas de láser están siendo ahora testadas en dos empresas de alimentación. Los investigadores dicen que la mayor parte de los productores alimentarios han mostrado su interés por estos aparatos.
“Estoy seguro de que la industria apreciará esta tecnología que permite controlar el 100% del producto, proveyendo una mucho mayor seguridad alimentaria”, concluye Tondello.
Desde la comodidad de un sol hecho por la mano del hombre para una más saludable y segura vida para todos, luminosas ideas de investigadores europeos nos permiten entrever nuestro futuro con una nueva luz.