Ropa con “arterias” cosidas en el tejido
Las tecnologías vestibles actuales que incorporan conductos con fluidos a alta presión que deben ser bombeados requieren típicamente una bomba grande y ruidosa que resulta poco práctica (o imposible) de integrar en la ropa. Esto lleva a una contradicción: dispositivos que se pueden llevar puestos pero que necesitan estar conectados a dispositivos que no se pueden llevar puestos. Ahora, unos científicos han conseguido un avance revolucionario que solucionará ese problema.
En la foto se aprecia parte de una bomba de fibra cosida a una prenda de vestir. / © LMTS EPFL
El equipo de Herbert Shea, de la Escuela Politécnica Federal de Lausana en Suiza, ha fabricado la primera bomba del mundo en forma de fibra; en esencia, un conjunto de tubitos, a modo de arterias, que genera su propia presión y regula el caudal. Tan singular bomba puede ser cosida en telas y quedar así totalmente integrada en prendas de vestir. Además, soporta el lavado con agua y detergentes convencionales para ropa.
La nueva bomba se basa en la experiencia pionera del laboratorio de Shea inventando bombas blandas. El formato de fibra permite hacer bombas tan potentes como las convencionales pero más ligeras, que resultan mucho más compatibles con los dispositivos vestibles.
El principio físico en el que se basa la nueva bomba se conoce como electrohidrodinámica de inyección de carga. Y permite generar un flujo de fluido sin piezas móviles. Dos electrodos helicoidales incorporados en la pared de la bomba ionizan y aceleran las moléculas de un líquido especial no conductor. El movimiento iónico y la forma de los electrodos generan un flujo de fluido neto hacia delante, lo que da lugar a un funcionamiento silencioso y sin vibraciones, que requiere solo una pequeña batería como fuente de energía.
Para lograr la peculiar estructura de la bomba, los investigadores desarrollaron una novedosa técnica de fabricación que consiste en retorcer cables de cobre e hilos de poliuretano y luego fusionarlos con calor. Las fibras resultantes, de 2 mm de grosor, pueden integrarse en tejidos mediante técnicas estándar de tejer y coser.
El sencillo diseño de la bomba tiene varias ventajas. Los materiales necesarios son baratos y fáciles de conseguir, y el proceso de fabricación puede adaptarse fácilmente a la escala industrial. Como la cantidad de presión generada por la bomba está directamente relacionada con su longitud, los tubos pueden cortarse para adaptarse a cada aplicación, optimizando así su rendimiento y minimizando el peso.
De entre las aplicaciones potenciales de estas bombas de fibra, cabe destacar la de que pueden emplearse para hacer circular fluidos que calienten la ropa cuando hace frío o que la enfríen cuando hace calor.
Las nuevas bombas también pueden emplearse para generar actividad mecánica, a modo de músculos, en exoesqueletos blandos para ayudar a pacientes a moverse y a caminar.
La regulación de la temperatura y la actividad mecánica de estas bombas también podrían aprovecharse para aumentar el abanico de sensaciones táctiles en videojuegos de realidad virtual.
Shea y sus colegas exponen los detalles técnicos de su nueva clase de bomba en la revista académica Science, bajo el título “Fiber pumps for wearable fluidic systems”.
