JEs posible comprobar si la gasolinera vende un producto honesto nada más llenar el depósito, con media vuelta de la llave de contacto, sin siquiera arrancar el motor. La técnica, difundida por investigadores de la Unicamp, se basa en un sensor instalado en fibras ópticas especiales fabricadas en la Facultad de Ingeniería Mecánica (FEM).

Utilizada por primera vez con este fin, la fibra óptica permite medir las concentraciones en una mezcla de alcohol y gasolina, la posible adición de agua en el caso de alcohol puro o la presencia de productos extraños en la gasolina adulterada. “La gran ventaja es que este sistema mide los valores en tiempo real. No es necesario recolectar muestra para analizarla en el laboratorio”, dice el profesor Carlos Kenichi Suzuki, del Departamento de Ingeniería de Materiales.

Los valores se miden en tiempo real.

Más que detectar posibles fraudes al consumidor, se puede utilizar la misma técnica en cada paso de la cadena de producción. Calibrado para identificar los componentes cada segundo o microsegundo, el sensor permite verificar la calidad del combustible mientras circula por el ducto en la industria, en los almacenes de las agencias distribuidoras, al llegar a la gasolinera, hasta el consumidor final.

El profesor Suzuki explica que los vehículos “flex” ya tienen un sensor, pero se instala en el escape para determinar el nivel de gasolina y alcohol en las emisiones de gases. Y, sin embargo, la medición se realiza electrónicamente en un microprocesador. “Lo ideal es tener el sensor cuando entra el combustible y no sólo cuando está quemando”, observa.

El único problema es que la llegada de esta técnica al consumidor no depende de investigadores de la Unicamp, sino de empresas que estén dispuestas a invertir para transformarla en un producto. “No nos incumbe montar una 'caja negra' para colocar el sensor y venderlo. Para nosotros los investigadores, el sensor de combustible es solo una aplicación más, entre muchas que descubrimos para las fibras ópticas especiales que producimos”, dice Carlos Suzuki.

Aplicaciones – El profesor de la FEM explica que, básicamente, existen dos tipos de fibra óptica. Las fibras pasivas -llamadas así porque sólo sirven como medio para transportar información- son utilizadas a millones de kilómetros por las empresas de telecomunicaciones. Las fibras especiales tienen propiedades funcionales y, aunque se utilizan en pequeñas cantidades, añaden mucho más valor y tecnología. “Su uso tiende a expandirse principalmente en procesos de producción, seguridad y automatización”.

Unas fibras especiales permiten, por ejemplo, amplificar la señal que transmiten las fibras pasivas. En un cable de transmisión de datos o telefonía entre Campinas y São Paulo, la señal es absorbida durante el recorrido y, en Jundiaí, puede sufrir deformaciones y reducción de intensidad. “En este punto, un empalme con un sistema que contenga unos metros de fibra amplificadora será suficiente para regenerar el pulso, que normalmente llegará a la capital”.

No menos especiales son las fibras sensoriales, que empiezan a extenderse en el llamado siglo de la fotónica. Según Suzuki, en el área de ingeniería, todas las estructuras ahora deben ser inteligentes, protegidas contra problemas de presión, tensión, vibración, desplazamiento y temperatura, valores medidos y monitoreados en tiempo real. “Si hubiera habido un dispositivo como este en obras en la línea 4 del Metro, ese accidente no habría ocurrido, o al menos no habría causado víctimas”.

Con otro tipo de fibra óptica es posible monitorear la presencia. Como este sensor está instalado dentro de la propia estructura, los ladrones que irrumpieron en el Banco do Brasil en Fortaleza no tendrían un monitor que cubrir con la carretilla elevadora, ni los internos abrirían túneles sin ser notados. “Hay fibras que presentan cualquier tipo de variación de presión o movimiento anormal”.

El área de automatización, según Carlos Suzuki, ya depende mucho de estos sensores, especialmente en robótica. Como la tecnología de los robots industriales ya está bien dominada, el profesor informa que la investigación se centra en los humanoides, que necesitan cada vez más fibras ópticas.

“El objetivo es lograr que estos robots reproduzcan lo que los humanos son capaces de hacer. Honda cuenta con un humanoide equipado con giroscopios de fibra óptica capaces de detectar movimientos mínimos. Al subir una escalera, el robot inclina su cuerpo como un humano. Pero sin el dispositivo, pierde el equilibrio y cae”.

Cuarzo Sol – Actualmente, el profesor de la FEM está a cargo de Sun Quartz, que fue creada en el seno de la Incubadora de Empresas de Base Tecnológica (Incamp) de la Unicamp. Es la única empresa del hemisferio sur que fabrica fibras amplificadoras, además de fibras sensoriales y lentes de alta resolución.

“Con la ayuda de la Universidad logramos crear una estructura empresarial, pero los investigadores somos demasiado idealistas. En lugar de centrarnos en los negocios, nos ocupamos más de la parte del desarrollo. Creamos tecnología para otros que se beneficiarán de ella, a cambio de derechos de propiedad”, explica.

Según Suzuki, Sun Quartz utiliza tecnología que no está disponible comercialmente y algunos equipos no se encuentran en ningún país del mundo. “Forman un complicado rompecabezas que tardó diez años en armarse”, afirma. Para lograrlo, el profesor reajustó y mejoró informaciones y tecnologías que datan de la década de 1970, cuando la Unicamp y Telebrás se asociaron para dar los primeros pasos en el desarrollo de las comunicaciones ópticas.

Por tanto, la empresa incubada en Incamp es la única capaz de desarrollar, por ejemplo, lentes de alta resolución utilizadas en la fabricación de microchips, que son los productos más valorados de la cadena del silicio. “Tenemos un acuerdo con Nikon para producir un material completamente nuevo. Por increíble que parezca, incluso una empresa de este tamaño necesita la colaboración de la Unicamp para desarrollar lentes especiales”.

El profesor informa que Nikon, aunque famosa por sus cámaras, tiene como equipo estrella la fabricación de microchips y monitores LCD. "Es líder mundial y, el año pasado, vendió cientos de equipos por valor de miles de millones de dólares". Según Carlos Suzuki, este acuerdo es interesante para la Unicamp porque, además de prever la reserva de derechos de propiedad industrial para la Universidad, ofrece a los estudiantes formación en investigaciones de vanguardia, incluidas pasantías en Japón.

En el universo de cuarzo

El origen de la investigación coordinada por el profesor Carlos Suzuki está en el Proyecto Cuarzo Brasileño, iniciado en 1983. Brasil tiene la mayor reserva de cuarzo del mundo y la propuesta fue identificar las propiedades de nuestra materia prima. Del cuarzo se extrae el silicio, el material básico de las fibras ópticas, los microchips y las células solares.

“El silicio también es importante en la metalurgia. Una lata de cerveza, por ejemplo, sería quebradiza si no tuviera silicio mezclado con aluminio. En el sector químico, todo el mundo sabe que la silicona se utiliza para los implantes mamarios, pero desconocen que es la base de alrededor de mil productos”, ilustra el profesor.

Al tener las mayores reservas de cuarzo, Brasil se ha convertido también en el mayor proveedor mundial de silicio, que proviene de plantas en el norte de Minas Gerais, el sur de Bahía y Carajás. Básicamente, el cuarzo es un óxido compuesto de silicio y oxígeno. El oxígeno se elimina mediante un proceso llamado carboreducción, mezclando carbono (carbón vegetal) y mucha energía para alcanzar entre 1.800 y 2.000 grados centígrados.

No es un proceso muy respetuoso con el medio ambiente y tampoco es rentable. Son los países avanzados los que compran y purifican este silicio, añadiendo valor transformándolo en microchips, células solares y fibras ópticas especiales. “En el ciclo de procesamiento del cuarzo, desde la materia prima hasta su transformación en un sensor como este para combustible, el factor de apreciación llega a un millón de veces”, informa Carlos Suzuki.

Los investigadores de la Unicamp se han convertido en referencia mundial en cuarzo, natural o sintético, pero han pasado 25 años desde que cruzaron el país para evaluar las reservas, y agricultores y buscadores llamaron a la puerta del profesor Suzuki, en el FEM, para que examinara sus bolsas de piedras. “Hoy estamos enfocados en lo que agrega valor, estamos en el otro extremo”.