En el proyecto SUSTRONICS, los sensores y los parches de diagnóstico muestran cómo los materiales alternativos y los análisis del ciclo de vida reducen las emisiones y el uso de recursos.

Un sensor integrado en un parche de monitorización de glucosa puede reducir los niveles de azúcar en sangre en aproximadamente Huella de carbono del 65 por ciento del dispositivo. En el caso de módulos electrónicos flexibles destinados a apósitos inteligentes para heridas, la elección de diferentes sustratos y tintas conductoras puede reducir hasta 95 por ciento de impacto ambiental en comparación con la combinación convencional de PET y plata. Los resultados obtenidos en el programa europeo SUSTRÓNICA Estos ejemplos demuestran el gran impacto que puede tener una decisión aparentemente limitada, tomada cuando el producto aún está en manos de los diseñadores.

Es precisamente esta anticipación la que constituye el punto central del trabajo realizado por el Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZMEn lugar de simplemente intervenir en el reciclaje de equipos ya diseñados, los investigadores aplicaron elanálisis del ciclo de vidao Análisis del Ciclo de Vida (ACV), durante la fase de investigación y desarrollo. De este modo, se evalúan las materias primas, la fabricación, el uso y el final de la vida útil antes de que ciertas decisiones tecnológicas resulten difíciles o costosas de modificar.

Este enfoque aborda un problema creciente para la industria electrónica: cada vez más dispositivos, más numerosos y sofisticados, requieren energía, materiales y, a menudo, materias primas críticas, mientras que la transición a una economía más circular requiere considerar la reparabilidad, la reutilización y la recuperación. SUSTRONICS ha abordado este problema reuniendo 45 socios de investigación e industria en once países europeos, bajo la coordinación de Philips Nederland BV, con aplicaciones que incluyen la electrónica sanitaria, el diagnóstico y la automoción.

El análisis del ciclo de vida identifica dónde se origina el impacto ambiental.

Una evaluación ambiental efectiva no consiste simplemente en asignar un valor de emisiones total a un dispositivo. Para que sea útil para los diseñadores, debe identificar las puntos críticos ambientalesEs decir, los componentes, materiales o procesos responsables de una proporción particularmente alta del impacto a lo largo del ciclo de vida. Es en estos puntos donde un cambio de diseño puede tener el mayor impacto.

El grupo Fraunhofer IZM lideró los análisis por david sánchez examinaron a los manifestantes considerando indicadores como el Potencial de calentamiento global, el uso de materiales críticos y la toxicidad. En los parches de medición de glucosa se encontró que el electrodos Se centraron casi exclusivamente en los impactos ambientales detectados. Esto es importante porque cambia la pregunta que se plantea a los ingenieros: no es necesario rediseñar todo el dispositivo si el problema principal se puede solucionar modificando un componente bien identificado.

La información obtenida mediante los análisis del ciclo de vida se transfirió posteriormente a los socios de desarrollo. Los materiales, los procesos de fabricación y la arquitectura del producto podían modificarse antes de pasar a la siguiente fase. Onalabs, uno de los participantes en el programa, integró un sensor óptico en el parche de medición, logrando, según las evaluaciones realizadas en el proyecto, una reducción de aproximadamente El 65 por ciento de la huella de CO₂ total..

La metodología introduce así una forma de retroalimentación ambiental en el ciclo normal de investigación y desarrolloEl ecodiseño no se considera una prueba final, sino un parámetro de diseño junto con el rendimiento, la fiabilidad, el coste y la facilidad de fabricación. El beneficio potencial es especialmente evidente en la electrónica médica, donde modificar un producto en una fase avanzada puede resultar complejo, sobre todo debido a los requisitos de validación y fiabilidad.

Los sustratos y las tintas modifican el equilibrio de los parches.

El caso de apósitos inteligentes para heridas Esto demuestra aún más claramente cómo el material puede determinar el tamaño de un módulo electrónico flexible. Estos dispositivos deben combinar funciones de detección y componentes electrónicos con sustratos delgados, ligeros y adaptables al cuerpo. Su pequeño tamaño físico no implica necesariamente un impacto igualmente pequeño: los materiales conductores y los procesos de fabricación pueden tener un impacto significativo en el presupuesto total.

Las evaluaciones realizadas dentro de SUSTRONICS compararon la configuración estándar basada en PET y plata con diferentes combinaciones. Al utilizar sustratos alternativos, tintas conductoras como el carbono en lugar de la plata y materiales reciclados, se puede reducir el impacto de los módulos electrónicos flexibles, en las condiciones analizadas, hasta el 95 por ciento.

“Simplemente utilizando diferentes sustratos y tintas conductoras, como Thinstar y carbono en lugar de plata, y empleando materiales reciclados, el impacto ambiental de los módulos electrónicos flexibles del producto puede reducirse hasta en un 95 por ciento en comparación con la combinación estándar de PET y plata”.

él explicó David Sánchez Fernández del Instituto Fraunhofer IZM.

Estos datos no implican que todos los dispositivos electrónicos puedan alcanzar automáticamente este nivel de reducción. El resultado se refiere a las configuraciones comparadas y depende de los materiales, la arquitectura y los límites utilizados en la evaluación. Sin embargo, demuestra por qué el análisis del ciclo de vida (ACV) puede convertirse en una herramienta para la toma de decisiones: permite comparar alternativas técnicas antes de la producción y evita que, por inercia en el diseño, se incorpore al producto un componente de alto impacto.

El principio se extiende a sostenibilidad electrónica en un sentido más amplio. SUSTRONICS ha trabajado en materiales que consumen menos recursos, Electrónica impresaprocesos de producción más eficientes energéticamente y estrategias de reutilización, reparación y reciclaje. El objetivo técnico es considerar simultáneamente la producción y el final de la vida útil, evitando que una mejora lograda en una fase simplemente transfiera su impacto a otra.

La sostenibilidad se incorpora al diseño electrónico.

La cuestión adquiere una dimensión industrial porque la electrónica europea debe abordar simultáneamente las necesidades de rendimiento, la disponibilidad de materias primas y la reducción del impacto ambiental.Unión Europea Como parte del Pacto Verde, se ha fijado el objetivo de lograr la neutralidad climática para 2050, mientras que la economía circular también exige medidas sobre cómo se diseñan, fabrican, utilizan y recuperan los bienes y componentes.

SUSTRONICS intenta llevar esta lógica a la ingeniería electrónica a través de una combinación de ecodiseño, nuevos materiales, fabricación y evaluaciones cuantitativasEste es un paso importante porque parte del impacto futuro de un dispositivo se determina mucho antes de que entre en la fábrica: la elección del metal, el sustrato, la tecnología de interconexión o la arquitectura rara vez es neutral en cuanto al uso de recursos.

La presencia de dispositivos médicos de demostración permite, además, probar el método en un sector donde la reducción del impacto no puede comprometer la función principal del dispositivo. Un parche de diagnóstico o un sistema de monitorización de heridas debe seguir ofreciendo el rendimiento esperado. Por este motivo, también se incorporaron análisis ambientales al proyecto. prueba de fiabilidad, otro campo de especialización del Fraunhofer IZM.

La relación entre durabilidad y sostenibilidad es de suma importancia. Un material con un menor impacto ambiental inicial no es necesariamente la mejor alternativa si reduce la fiabilidad hasta el punto de aumentar los reemplazos y los residuos. El enfoque del ciclo de vida sirve precisamente para evitar evaluaciones limitadas a una sola fase, considerando en cambio todo el abanico de consecuencias asociadas a las decisiones de diseño.

“Al proporcionar datos significativos para la evaluación del ciclo de vida, Fraunhofer IZM contribuye al diseño ecológico de productos electrónicos ya en la fase de investigación y desarrollo”,

finalmente resumió, David Sánchez.

De prototipos a un método utilizable por la industria.

SUSTRONICS tuvo lugar desde Del 1 de junio de 2023 al 31 de mayo de 2026La conclusión de las actividades experimentales centra ahora la atención en la aplicación de los métodos desarrollados más allá de los prototipos individuales. El valor industrial de la experiencia dependerá de la posibilidad de incorporar el análisis del ciclo de vida (ACV), la selección de materiales y los criterios de circularidad en los procedimientos estándar utilizados para desarrollar nuevos productos electrónicos.

El consorcio incluye una amplia gama de partes interesadas: fabricantes de productos electrónicos, empresas médicas, universidades, centros de investigación y especialistas en materiales. Entre los participantes se encuentran: Philips, TNO, Signify, Infineon Technologies Austria, Medizinische Universität Graz, VTT, Tampere University, Canatu, UPM Raflatac, CEA, Faurecia, RISE, Göteborgs Universitet, Essity, CSEM, Universidad Técnica de Hamburgo y Fraunhofer IZM. Esta composición permite comparar el método con diferentes necesidades y aplicaciones de producción, en lugar de limitarlo a una sola tecnología.

El programa fue apoyado bajo el Empresa Común Chips, con el acuerdo de subvención 101112109 y financiación adicional de países europeos. El trabajo también recibió 1,71 millones de euros por el Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt alemán y por la Secretaría de Estado suiza de Educación, Investigación e Innovación, SERI. La participación de organizaciones de la Suiza Amplía el alcance del programa más allá de los Estados miembros de la UE.

La cuestión que deja abierta el proyecto, por lo tanto, no se refiere únicamente a la posibilidad técnica de construir un parche con un material diferente. Los demostradores indican que El impacto ambiental se puede medir con la suficiente antelación como para influir en una decisión de ingeniería.Esto transforma el análisis del ciclo de vida (ACV) de una función de elaboración de informes a una herramienta de diseño.

Para la electrónica médica la diferencia es sustancial. Reducciones en 65 por ciento de la huella de carbono en un dispositivo y hasta 95 por ciento de los impactos ambientales Los resultados de módulos específicos demuestran el impacto potencial de la elección de sensores, sustratos y materiales conductores. No se trata de porcentajes que puedan aplicarse automáticamente a todos los productos, sino de estudios de caso que nos permiten identificar dónde intervenir.

La siguiente prueba consistirá en verificar hasta qué punto estos criterios pueden incorporarse a los procesos industriales habituales sin comprometer la fiabilidad, el rendimiento ni la sostenibilidad económica. Si el análisis ambiental se realiza mientras aún es posible modificar los materiales y las arquitecturas, se puede abordar el coste de los ajustes de diseño antes de que la fabricación y las cadenas de suministro endurezcan las normas. Este es el paso que SUSTRONICS ofrece a la industria: medir el impacto mientras se diseña el producto, no solo cuando ya se ha convertido en residuo electrónico..

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