Sensores textiles: Tecnología de sensores y estructuras de antenas sobre sustratos textiles para la industria y los fabricantes de equipos originales (OEM).

Los sensores textiles constan de materiales conductores (hilos, alambres, hebras) integrados en un tejido portador mediante bordado técnico u otros procesos textiles. Según el tipo de sensor, detectan magnitudes físicas como presión, temperatura, humedad o deformación midiendo los cambios en la resistencia eléctrica, la capacitancia o la inductancia de la estructura conductora al aplicar la magnitud medida. A diferencia de los sensores de película o de circuito impreso, el material portador textil permanece flexible, elástico y, en muchos casos, lavable.

Para aplicaciones textiles, los sensores de presión resistivos y capacitivos son especialmente adecuados, ya que su estructura de medición se borda directamente sobre el tejido base. Estos sensores detectan la distribución de la presión en toda su superficie, en lugar de solo en puntos de medición individuales, y se adaptan a superficies curvas o deformables. Entre sus aplicaciones típicas se incluyen la optimización ergonómica en sistemas de asientos y descanso, colchonetas de seguridad y aplicaciones médicas como la prevención de úlceras por presión.

La resistencia al lavado depende de la combinación del material conductor y el tejido de soporte. Las estructuras de sensores bordadas forman parte integral del tejido y, por lo tanto, son significativamente más robustas que las pistas conductoras impresas o pegadas, que pueden delaminarse al doblarse o lavarse. Embro diseña la combinación de materiales para cada proyecto y valida la resistencia al lavado durante el proceso de creación de muestras junto con el cliente.

Los sensores convencionales se montan sobre sustratos rígidos o semirrígidos (placas de circuitos impresos, películas de poliimida). Los sensores textiles se integran directamente en un tejido flexible, lo que permite doblarlos, estirarlos, coserlos o laminarlos en productos textiles ya existentes. Esto resulta ventajoso cuando se requiere flexibilidad de forma, bajo peso, comodidad al contacto con la piel o facilidad de lavado. Para aplicaciones de medición puramente de laboratorio, sin estrés mecánico, los sensores convencionales siguen siendo la opción más precisa.

La selección del material depende de los requisitos de la aplicación. El poliéster es un material estándar económico y adecuado para muchas aplicaciones industriales. Los tejidos de aramida se utilizan en aplicaciones con altas temperaturas. Los no tejidos médicos ofrecen biocompatibilidad y compatibilidad con la piel para productos terapéuticos y de diagnóstico. Embro procesa materiales conductores, incluyendo alambres de acero inoxidable, hilos recubiertos de plata, fibras de carbono y hebras de cobre recubiertas en diámetros ultrafinos.

Un proyecto típico comienza con un análisis conjunto de requisitos: parámetros de medición, geometría, material del sustrato, condiciones ambientales y cantidad prevista. A continuación, se diseña la disposición de los sensores mediante CAD y, posteriormente, se fabrican prototipos funcionales iniciales para su validación en el producto del cliente. Tras la fase de optimización (material, disposición y tecnología de conexión), comienza la producción en serie. Todo el proceso se lleva a cabo en Falkenstein/Vogtland.

Las antenas NFC textiles sobre sustratos resistentes al calor funcionan en un rango de temperatura de 150 a 250 °C. Las etiquetas de lámina convencionales fallan en este rango debido a la deformación del sustrato o al deterioro de la capa adhesiva. Las estructuras de antena bordadas sobre tejidos de aramida o fibra de vidrio conservan su forma y función incluso bajo exposición continua al calor. Las antenas RFID UHF sobre sustratos textiles también son resistentes al lavado y aptas para aplicaciones de lavandería industrial.

Embro no fabrica sensores de temperatura textiles independientes como producto separado. En el ámbito de la medición de temperatura, Embro ofrece la integración de termistores PTC bordados en elementos calefactores textiles. Estos actúan como protección contra sobretemperatura, impidiendo que se supere una temperatura máxima predefinida. Además, los sensores de temperatura adquiridos pueden integrarse en productos textiles si se requiere la medición de temperatura dentro del producto. Para proyectos que requieren la medición de temperatura textil como función principal, recomendamos una consulta para determinar la viabilidad técnica y el enfoque más adecuado.