Laminas y Aceros

La tinta  conductiva o pintura conductora es un estupendo material que permite dibujar (literalmente) circuitos electrónicos funcionales sobre casi cualquier tipo de superficie, principalmente papel o materiales textiles.

Este material ha gozado de una reciente notoriedad y sobre todo una gran atención por parte de todos los aficionados y entusiastas de la cultura maker, debido a la facilidad y flexibilidad que ofrece para el desarrollo de proyectos DIY (Do It Yourself, Hágalo Usted Mismo). El súbito y considerable aumento de interés por las tintas conductivas incluso ha llevado a muchas personas a afirmar que la tinta conductiva eventualmente reemplazará al grabado de circuitos sobre placas de cobre.

En este blog discutiremos qué son tintas conductivas, sus características, ventajas y aplicaciones.

¿Qué son las tintas conductivas?

Como su nombre indica, se trata de una especie de tinta con la capacidad de conducir electricidad. Las tintas conductivas de mayor calidad, están compuestas por una sustancia líquida no conductora (médium) y millones de nanopartículas de un material conductor, principalmente plata o grafito. Cuando la tinta está en su estado líquido, las nanopartículas básicamente “flotan” en el médium formando una especie de cadena de minúsculas esferas metálicas por las cuales pueden circular electrones brincando de una partícula a otra, sin embargo, cuando la tinta seca estas partículas dejan de estar suspendidas y forman cadenas o caminos “fijos” por los que circulará la corriente eléctrica.

En el siguiente vídeo puedes ver el funcionamiento de este compuesto:

Originalmente esta sustancia fue pensada como un material de apoyo para realizar conexiones entre componentes electrónicos de bajo consumo en sustitución de los tradicionales cables de cobre, en los sectores de los textiles electrónicos o ‘e-textiles’ y la electrónica vestible o "wearable electronics".

Playera con teclado que funciona al presionar las teclas, ejemplo de un electrónico vestible. Fuente: Amazon.com

Características y propiedades.

Las características y propiedades de las tintas conductoras varían dependiendo del fabricante, así como del médium y los materiales conductores de su tinta, no obstante, en este blog hablaremos de las características de la pintura conductora hecha por Bare Conductive, una de las compañías pioneras de este rubro y quizás la más conocida actualmente.

Pintura conductiva de Bare Conductive, los pioneros de la industria. Fuente: BareConductive.com

La pintura conductiva Bare Conductive posee las siguientes características:

• Buena conductividad eléctrica.
• No es tóxica.
• Soluble en agua.
• Tiempo de secado de 5 a 15 min. en temperatura ambiente.
• Es compatible con varios métodos de impresión.
• Puede trabajar con tensiones de hasta 12VDC.
• Resistencia laminar de 55Ω/cuadro en una película de 50 micras de espesor.

Cabe aclarar que la resistencia laminar de una superficie cubierta con pintura Bare Conductive puede variar tal como se muestra en la siguiente figura:

Superficies cubiertas y su respectiva resistividad eléctrica de la pintura Bare Conductive. Fuente: BareConductive.com

Cabe mencionar que la principal y más llamativa característica de las pinturas conductivas es la posibilidad de crear pistas de conexión de prácticamente cualquier forma que podamos imaginar además que puede ser aplicada sin ningún inconveniente en superficies como:

• Madera
• Papel o cartón
• Algunos materiales plásticos (acetato, por ejemplo)
• Madera comprimida
• Textiles
• Metales

Aunque ciertos materiales hidrofóbicos como cristales o plásticos han demostrado poca adherencia con la tinta. Esto se soluciona colocando material encima de la superficie antes de poner la tinta.

APLICACIONES

Las tintas o pinturas conductoras tienen un gran campo de aplicación en diferentes mercados, de acuerdo con IDTechEx (una de las compañías independientes de estudios de mercado, orientación de negocios y eventos sobre  tecnologías emergentes más importantes a nivel mundial) las pinturas conductivas tienen un lugar en los siguientes mercados e industrias:

• Sistemas fotovoltáicos.
• Dispositivos electrónicos.
• Protección contra la Interferencia Electromagnética (EMI).
• Electrónica vestible.
• Impresión de antenas 3D.
• Plastrónica.
• Dispositivos electrónicos impresos en 3D.
• Biosensores capacitivos.
• Lectores de tarjeta flexibles.

También, gracias a la facilidad con la que se puede aplicar y utilizar, se puede emplear en el prototipado para ahorrar tiempo y recursos, puesto que ya no se requieren hacer directamente los PCB para "testear" un circuito y a su vez no tiene limitantes como ocurre con los Breadboards.

Otra aplicación poco habitual de estas sustancias es para reparar circuitos electrónicos a manera de una “soldadura fría”, basta con colocar la pintura sobre el elemento que se desea volver a unir y simplemente esperar a que seque; esto se puede usar también para colocar en su lugar algunos elementos SMD.

Tinta conductiva utilizada para montar un led SMD (1). Fuente: Teslabem.com

Aunque para algunos, este producto es una panacea tecnológica y la solución definitiva para el desarrollo de circuitos, esto dista de ser totalmente cierto, como todo producto nuevo o experimental tiene sus pros y sus contras, siendo la principal de esta su elevado costo o su menor conductividad con respecto a los cables tradicionales. Y pese a que aún queda un largo camino antes de saber qué rumbo tomará o si las expectativas que se tienen con este material serán cumplidas o superadas, no cabe duda de que el enfoque que plantea para el diseño de circuitos eléctricos es interesante e innovador ¿Y quién sabe? quizás en efecto estemos ante el futuro de la electrónica, mientras tanto puedes mirar las aplicaciones de la Bare Paint en el siguiente vídeo.

Otros Links: Láminas y Aceros

Fuentes: Sacando provecho de las tintas conductivas, What is Conductive Ink Technology and How Is It Used?, Bare Conductive Official Website.