Kevin Aguilar
MICROACTUADORES (MEMS)
Son sistemas microestructurales que convierten una señal eléctrica en un
movimiento que generan diversos tipos de fuerzas de propulsión o
desplazamientos para diversos tipos de microsistemas. Algunos autores se
refieren a los MEMS como una alternativa a la integración de elementos
mecánicos, eléctricos y térmicos. Las medidas de estos dispositivos vas desde
una micra hasta varios centímetros. Una de las razones por la cual los micro
actuadores son excepcionales es por que presentan un alto rendimiento, ya que al
operar con tan poco material tienen una eficiencia superior a los motores
convencionales, además, al fabricarse por lotes, tiene un costo de manufactura
muy por debajo de un motor convencional.
La historia de los micro actuadores remonta desde 1947 cuando William Shockley,
John Bardeen y Walter Brattain de los Laboratorios Bell lograron la construcción
del primer transistor de punto de contacto utilizando germanio, de
aproximadamente media pulgada de espesor. Este invento demostró la capacidad
de construir transistores con materiales semiconductores y abrió la puerta a la
creación de transistores cada vez más pequeños. En 1954 se descubrió el efecto
piezo resistivo y con ello medidores de presión de silicio salieron comercialmente
en 1958.
Los micro actuadores han empezado a ser cada vez más comerciales, por
ejemplo, en el área automotriz se utilizan en las bolsas de aire y en el control de
estabilidad, en la biotecnología se utilizan en emulsificadores y en filtros de
sistemas; en la electrónica se utilizan para los celulares, consolas de videojuegos,
pantallas y laptops, etc… Así como estas aplicaciones existen muchas mas como
en el área de energía con los almacenadores, en el área industrial con los
sensores, en el área médica con las válvulas de regulación y muchas mas han
hecho tendencia el uso de estos dispositivos.
En este caso explicare mas a detalle 3 de todas a las aplicaciones que existen:
1. MEMS como acelerómetros en aplicaciones de ingeniería civil.
2. MEMS como controladores de posición corporal para regular presión
intracraneal.
3. MEMS como cosechadores de energía vibracional.
Para la ingeniería civil se ocupan como sensores de monitoreo de frecuencia, ya
que actualmente la seguridad es un factor tan importante, se necesita dentro de la
construcción, sin embargo, esta seguridad viene con un costo muy grande lo que
genera la necesidad de reducir costos. Por ello los MEMS revolucionaron esta
área ya que son muy sensibles a estas frecuencias con un rango de error de +- .1
micrómetros. La forma en la que se usan los micro actuadores son mostrados en
la figura debajo, en la que son referidos como “Sensor Units”
En el control de posición corporal para regular la presión intracraneal, los usan
como tratamiento para la hidrocefalia que es un acumulamiento de agua en el
cerebro y con los MEMS fabrican valvular para abrir la membrana y con ello lograr
el flujo deseado para evitar una fractura de cráneo o deterioro en el
funcionamiento cognitivo cerebral debido al exceso de agua. Dado el tamaño y la
precisión que se necesita para fabricar estas válvulas, estos micro actuadores son
sumamente necesarios.
Y finalmente para cosechar energía vibracional, los MEMS son los más aptos para
sensar los nodos de IoT porque permite la fabricación integral de
sensores/actuadores en circuitos electrónicos para procesamiento de información,
así como la comunicación por radio frecuencias, antenas y chips de cosecha
miento de energía. Además, que al ingresarle energía vibracional al material
piezoeléctrico funciona como a la inversa produciendo energía eléctrica
almacenable
Para a fabricación se usan múltiples capaz de un material, se depositan sobre la
superficie de una oblea y luego se graban selectivamente dejando características
complejas de múltiples apilaciones en la misma.
También el procesamiento de MEMS se hacen con grabados profundos y
especializados y puede fusionar obleas en una pila para crear un dispositivo
multicapa o de apilación más grande
Bibliografía
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