Apaguen los dispositivos electr¨®nicos

Los dispositivos electr¨®nicos son una parte cada vez m¨¢s necesaria de nuestra vida diaria, hasta el punto de que es pr¨¢cticamente imposible imagin¨¢rsela sin estos instrumentos tecnol¨®gicos. Facilitan nuestro trabajo y definen nuestro modo de vida. Sin embargo, junto a las ventajas indudables de la difusi¨®n de dispositivos electr¨®nicos en los sectores civil, militar y cient¨ªfico, existen dos grandes inquietudes: la primera, que el riesgo de interferencias electromagn¨¦ticas (EM) se est¨¢ convirtiendo en un problema cada vez mayor, y la segunda, que la exposici¨®n a campos EM de baja y alta frecuencia causa preocupaciones de salud p¨²blica.

Se han realizado numerosos estudios en todo el mundo con el fin de desarrollar t¨¦cnicas y materiales eficaces a la hora de aislar los campos de radiofrecuencia, las microondas y los campos magn¨¦ticos de baja frecuencia. La reducci¨®n de los niveles del campo electromagn¨¦tico impide que un dispositivo electr¨®nico como el tel¨¦fono m¨®vil se vea afectado por las radiaciones procedentes de fuentes externas y reduce al m¨ªnimo sus propias emisiones para evitar el acoplamiento con otros equipos (como los aparatos electr¨®nicos de un avi¨®n). Otro aspecto importante es la necesidad de disminuir el contacto de la poblaci¨®n con campos de nivel elevado y, de esa forma, cumplir los l¨ªmites marcados por la ley.

Una dificultad para producir materiales de aislamiento surge cuando la gente necesita ver las ¨¢reas en las que se requieren los escudos; el material protector debe ser, adem¨¢s de eficaz, transparente. Por ejemplo, el cristal y los pl¨¢sticos transparentes como el policarbonato son buenos aislantes el¨¦ctricos, pero, como no conducen la corriente, no sirven para el aislamiento EM.

Estas dificultades han hecho que, con los a?os, se hayan buscado otras soluciones tecnol¨®gicas: mallas met¨¢licas y polvo met¨¢lico dentro de cristal o de una matriz de pl¨¢stico; finas l¨¢minas de ¨®xidos semiconductores de banda prohibida ancha como el indio y ¨®xido de esta?o (ITO); l¨¢minas fin¨ªsimas de metal. Por desgracia, todas estas soluciones tienen inconvenientes importantes que limitan su uso a aplicaciones espec¨ªficas. Las barreras protectoras con mallas met¨¢licas pueden reducir enormemente el campo EM, pero su transparencia en el ¨¢mbito visible no pasa del 50-60% y no sirven para escudos ligeros. Las l¨¢minas de ITO tienen una buena transparencia ¨®ptica, de hasta el 90%, y son relativamente baratas, pero su capacidad aislante es bastante escasa, porque no garantizan m¨¢s que una eficacia de unos 20 30 decibelios. Las capas de oro de alta transparencia ofrecen buena protecci¨®n, pero son muy caras.

En los ¨²ltimos a?os, mis investigaciones y las de otros colegas en el CNIS, en colaboraci¨®n con el Centro de Investigaciones de ENEA, se han centrado en el dise?o, producci¨®n y caracterizaci¨®n experimental de prototipos de escudos EM multifuncionales y ligeros. Desde el punto de vista estructural, el escudo innovador es fundamentalmente un material multicapas (MM), hecho de una serie de capas met¨¢licas nanom¨¦tricas y diel¨¦ctricas/semiconductoras, depositadas sobre un sustrato de pl¨¢stico o pol¨ªmero. La elecci¨®n ¨®ptima de materiales, secuencia y grosor de las capas de la estructura se define maximizando las propiedades ¨®pticas y de protecci¨®n de las radiofrecuencias.

Los resultados de los experimentos, de acuerdo con las predicciones te¨®ricas, muestran una eficacia aislante superior a 40 decibelios hasta 8 gigahertzios y una transmisi¨®n ¨®ptica de aproximadamente el 70% en situaciones normales.

Un problema interesante es que los escudos transparentes tapan las ondas EM tanto deseadas como indeseadas. En consecuencia, la presencia de escudos transparentes de alto rendimiento en las ventanas de un edificio o un veh¨ªculo podr¨ªan impedir el uso de sistemas de comunicaci¨®n sin hilos. A fin de solucionarlo, se ha utilizado la nueva MM para dise?ar superficies selectivas de la frecuencia (FSS) que sean ¨®ptimamente transparentes. Una FSS es una colecci¨®n bidimensional de dibujos met¨¢licos peri¨®dicos impresos sobre un sustrato diel¨¦ctrico que act¨²a como filtro para las ondas EM. En el caso de las nuevas FSS, se han optimizado la forma y el tama?o de los distintos fragmentos para obtener un comportamiento de paso de banda con una capacidad m¨¢xima de transmisi¨®n de unos 0,9 o 1,8 gigahertzios, es decir, unas frecuencias asociadas normalmente a la comunicaci¨®n de telefon¨ªa m¨®vil GSM y la atenuaci¨®n de varios decibelios en las frecuencias superiores e inferiores.

Tambi¨¦n hemos demostrado que es factible y recomendable utilizar el MM como un escudo activo para mitigar los campos magn¨¦ticos de baja frecuencia. La soluci¨®n propuesta de aislamiento selectivo es especialmente apropiada para la protecci¨®n de ventanas y escaparates, con lo que se evita la instalaci¨®n de rejillas que pueden crear una barrera ¨®ptica. De hecho, la capa de MM puede aplicarse sobre la superficie concreta que se desea aislar, de tal forma que constituye la v¨ªa conductora para la corriente inyectada del circuito activo del escudo. Esta posibilidad sugiere que las ventanas laminadas de los aviones pueden servir de circuitos calentadores el¨¦ctricos para facilitar la eliminaci¨®n del hielo y la condensaci¨®n en los aparatos.

Nuestras futuras investigaciones incluir¨¢n el empleo del material multicapas para controlar la radiaci¨®n de infrarrojos, que es responsable de la acumulaci¨®n de calor y las dispersiones t¨¦rmicas en los edificios.

En conclusi¨®n, nuestras investigaciones muestran que es posible fabricar pantallas transparentes para aislar los campos electromagn¨¦ticos con varias funciones y capacidades interesantes; la m¨¢s notable de ellas es que permiten el acceso visual a los dispositivos electr¨®nicos sin interferir en la protecci¨®n del p¨²blico.

Alessio Tamburrano, Universidad de Roma-La Sapienza, instituci¨®n miembro de la plataforma para promover el talento y difundir las ideas m¨¢s innovadoras Atomium Culture Traducci¨®n: Mar¨ªa Luisa Rodr¨ªguez Tapia