Sensores ponibles «verdes» que detectan los primeros síntomas de hipotermia
El inicio de la hipotermia se puede detectar vigilando los cambios en la temperatura de la piel, la disminución de la frecuencia cardiaca y los movimientos corporales, cuya coordinación disminuye a medida que la temperatura corporal desciende a niveles peligrosos. Pero para que esos sensores puedan llevar a cabo una supervisión a distancia y emitir alertas tempranas deben ser ligeros, flexibles y poder llevarse junto a la piel. El equipo del proyecto WEARSENSNANO desarrolló desde cero un innovador sensor de presión ponible, que está hecho con materiales naturales y biodegradables. A diferencia de la mayoría de los sensores rígidos, los nuevos sensores son porosos, muy ligeros y se pueden comprimir para adaptarse a los movimientos del cuerpo. «Estos sensores se podrían colocar en el pétalo de una flor sin ningún problema», explica Fevzihan Basarir, investigador principal del Departamento de Química y Ciencia de los Materiales de la Universidad Aalto, en Finlandia. Basarir desarrolló los sensores ponibles desde cero gracias al apoyo de las acciones Marie Skłodowska-Curie.
Sensor biodegradable
Los sensores están hechos con materiales biodegradables, comenta el investigador, que alude al enorme problema de los residuos electrónicos en todo el mundo y a la necesidad de tecnologías más ecológicas. La propuesta original del proyecto incluía un sensor de presión fabricado con nanocables de plata, pero la síntesis de los mismos tenía un bajo rendimiento. «Se desperdiciaba mucha plata, que además no es biodegradable, por lo que decidí emplear pasta de carbono procedente de biomasa», explica Basarir. Los electrodos de carbono del sensor «verde» están hechos de partículas de criogel de carbono mezcladas con cera natural y aceite vegetal, lo que da lugar a una pasta de carbono con baja resistividad. El material dieléctrico poroso se preparó con xerogeles de pectina obtenidos por congelación e intercambio de disolventes. «El tiempo de respuesta de nuestro sensor es de 118 milisegundos, lo que produce un resultado reproducible y constante incluso con 10 000 ciclos, por lo que el rendimiento es muy bueno», comenta el investigador. El sensor se empleó satisfactoriamente para detectar movimientos humanos como, por ejemplo, caminar, correr, el movimiento de la muñeca y de la articulación del dedo índice y la flexión de la rodilla, así como la sonrisa y el parpadeo.
Un sensor de «fabricación propia»
Además, se fabricaron sensores de presión capacitivos rentables con componentes comerciales y fáciles de encontrar. Para demostrar su aplicación, se creó una rejilla de sensores en tela de algodón y se integró con un procesador Arduino —un microcontrolador integrado con «software» de código abierto que convierte las señales de los sensores en datos— para producir un «teclado» portátil. Todos los materiales y componentes están disponibles en el mercado. Basarir lo describió como un «sensor que cualquiera puede fabricar». «La ventaja es que solo cuesta 0,073 euros, incluido el coste de todos los materiales, así que es muy barato», afirma el investigador.
Uso con ancianos
El sistema se ha probado en personas sanas con buenos resultados. La hipotermia requiere mediciones tanto de los sensores de presión como de los de temperatura, pero probar el sistema en personas con hipotermia no es sencillo, explica Basarir. «Si tienen hipotermia, por lo general se les envía directamente al hospital, por lo que es difícil encontrar personas con hipotermia. Hasta ahora, el sistema solo se ha empleado para supervisar a personas sanas». Basarir añade: «La siguiente fase consistirá en utilizar los sensores con ancianos en sus propias casas». Además, el investigador comenta que las personas de edad avanzada son un grupo objetivo importante, ya que una quinta parte de la población europea tiene más de 65 años, y esta cifra aumentará hasta el 30 % de la población dentro de 25 años. El trabajo también coincide con la investigación de otras tecnologías ponibles, como la del proyecto ModelCom, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, sobre la adaptación de materiales blandos inteligentes a tejidos que reaccionan al entorno, y otros dispositivos inteligentes ponibles, como los del proyecto Smart2Go.
Palabras clave
WEARSENSNANO, hipotermia, sensores, nanocables, biodegradables, sensores de presión, sensores ponibles, ancianos
