¿Qué son las tintas conductivas y las etiquetas RFID en flexografía?

La RFID es la herramienta usada en los sistemas de identificación automática y de recolección de datos (AIDC o Auto-ID), que constituyen la próxima generación de tecnología de códigos de barras. Las etiquetas con RFID producidas de manera económica ofrecen grandes beneficios para la administración en tiempo real de la cadena de suministros y para la implementación de aplicaciones "inteligentes" en etiquetas y empaques.

En el pasado, las limitaciones presupuestales frenaron la inversión de las empresas en tecnología RFID, en particular en el campo de las ventas minoristas. Las tintas conductivas, que actualmente se encuentran en desarrollo, buscan reducir el costo unitario de los marbetes y etiquetas RFID.

Las etiquetas RFID están a punto de cobrar una importancia nunca antes vista en la industria. El verano pasado Wal-Mart, la compañía de ventas minoristas más grande del mundo, anunció que pedirá a sus 100 principales proveedores que para el año 2005 utilicen tecnología RFID en las plataformas de madera y en las cajas de embalaje. A todos los demás proveedores, Wal-Mart, les pedirá que cumplan con esta exigencia en 2006. Más tarde, en octubre, el Departamento de Defensa ordenó que para comienzos de 2005 sus proveedores, cerca de 43.000, utilicen RFID en el nivel de empaque más pequeño posible.

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La expansión del mercado de etiquetas RFID, unida al desarrollo de tintas conductivas, representa en el futuro cercano nuevas oportunidades para los impresores flexográficos. Las tintas conductivas permiten el tránsito de la electricidad, de manera que éstas pueden actuar bien sea como circuitos, resistencias o antenas. Las tintas pueden estar compuestas por partículas conductivas finamente dispersas o por materiales más exóticos, tales como polímeros conductivos. Las tintas se usan para producir patrones conductivos sobre sustratos tanto flexibles como rígidos. Para la identificación por radio frecuencia, las tintas conductivas actúan como antenas que reciben el flujo inalámbrico de información enviada desde un computador acondicionado con RFID.

La aplicación más conocida para las tintas conductivas ha sido en tableros de circuitos donde no es una opción el uso de cobre grabado. Los esfuerzos de investigación se han centrado en el uso de procesos de impresión de alta velocidad par imprimir antenas para la identificación por radio frecuencia.

Cómo funcionan los marbetes RFID

Los marbetes RFID constan de dos componentes esenciales: un microprocesador de silicio y una antena. El microprocesador recibe y transmite la información -como un número de identificación de producto, por ejemplo- utilizando la antena. Estos componentes pueden existir como una etiqueta separada o integrarse directamente en el material de empaque. A la información contenida en los microprocesadores se puede acceder por medio de una señal con frecuencia de radio creada por un "lector", que es un módulo electrónico conectado a su propia antena y a una red de computadores.

El lector envía una señal específica desde su antena a los marbetes RFID en el área próxima. Estos marbetes proporcionan una respuesta (como su número exclusivo de identificación), que el lector procesa y envía a una red de computadores. De esta manera, por ejemplo, un empleado del inventario o un conductor de entregas interesado en conocer cuáles y cuántos productos de papas fritas se encuentran en un estante, puede revisar el inventario del almacén y conocer en tiempo real la disponibilidad del producto a través de un lector asignado a ese estante.

Los marbetes RFID se agrupan en tres grandes categorías; pasivos, semiactivos y activos. Los pasivos son los más simples. Obtienen la energía del campo de radio frecuencia del lector y, por tanto, no requieren una fuente integrada de energía. Esta propiedad hace de ellos la forma más económica de marbetes. Los semiactivos y activos, por su parte, utilizan una fuente de energía integrada para alcanzar un rango más extenso o la capacidad de registrar información a partir de alguna especie de sensor. Estos marbetes son por lo general de una mayor complejidad y, por tanto, de mayor costo, aunque este factor puede verse compensado por una mayor funcionalidad.

Otra diferencia entre los marbetes es si éstos son de solo lectura o de lectura/ escritura. A los primeros se les otorga un numero de identificación que no puede cambiarse, pero en la mayoría de los casos pueden leerse múltiples veces. Los de lectura/ escritura permiten que la información contenida en el marbete pueda actualizarse cuando se necesite. Ambos enfoques tienen ventajas en ciertas situaciones.

La administración de la cadena de suministros

Uno de los usos de la RFID del que más se habla es para la administración de la cadena de suministros. Con los códigos de barras, se requiere por lo general una línea directa de visión con el escáner para hacer el seguimiento de esas papas fritas dentro de la cadena de suministro. Esto requiere la participación humana, que puede demandar mucho tiempo cuando se tienen por ejemplo 30 cajas de bolsas de papas fritas para escanear en un pallet. Con la RFID, existe la oportunidad de registrar automáticamente y en cuestión de segundos cada caja de productos en esa plataforma, liberando el tiempo de las personas para tareas más productivas.

Además, cuando las cajas se sacan de la plataforma y se colocan en el estante de un almacén, el sistema puede actualizar automáticamente el inventario y pedir más cuando sea necesario. A medida que los marbetes se vuelvan prácticos para productos individuales, aquellos que se han agotado -lo que representa un verdadero dolor de cabeza tanto para el vendedor minorista como para el cliente- serán cosa del pasado. La Auto identificación (Auto-ID) reduce de manera importante el costo de la administración de la cadena de suministro, al permitir un control del inventario más rápido y detallado.

Beneficios de las tintas conductivas

Uno de los principales retos para el uso extendido de la RFID en soluciones de venta minoristas es su costo. Los marbetes RFID cuestan hoy entre 30 y 60 centavos de dólar cada uno. Para productos suntuarios que pueden asumir fácilmente un costo unitario de 50 centavos de dólar, la RFID es un excelente dispositivo para el seguimiento de los inventarios. Sin embargo, la búsqueda de marbetes más baratos es crucial para el uso de RFID en productos de consumo de menor costo. Un marbete de 50 centavos de dólar en un tubo de crema dental que cuesta 2 dólares, por ejemplo, es prohibitivo en términos de costos.

Las tintas conductivas son una solución efectiva para el costo unitario de la RFID, por dos razones. La primera es que el costo material de la tinta conductiva puede ser mucho más bajo que el de las antenas tradicionales metálicas estampadas o grabadas. Los procesos de estampado y grabado son conocidos como sustractivos, pues desechan el material que no se ha usado.

En segundo lugar, y más importante aún, ya que los procesos de impresión de alta velocidad son rápidos y aditivos, la aplicación de una antena o de un circuito de tinta conductiva puede hacerse de manera más sencilla y económica que en el caso de las demás alternativas.

En estos momentos se está explorando el uso de tintas en lugar de las antenas estampadas o grabadas en metal en las diversas bandas de frecuencia usadas por la RFID. Las antenas de tinta se comparan muy favorablemente con las de cobre en una frecuencia ultra alta —UHF (860-950 MHz) — y en frecuencias de microondas (2450 MHz). En alta frecuencia, HF (13.56 MHz) la física es tal, que puede usarse un paso adicional en el procesamiento, tal como una temperatura elevada o la galvanoplastia, para hacer que una tinta trabaje tan bien como las antenas que se emplean actualmente.

Etiquetas "inteligentes"

Otra aplicación para las tintas conductivas es la de etiquetas inteligentes que tienen una funcionalidad que va más allá de la que tienen las etiquetas informativas tradicionales. Éstas pueden contener marbetes RFID, indicadores de protección de marca expuestos o encubiertos, o sensores que alerten al usuario sobre el estado del producto.

Dependiendo de la aplicación, las tintas pueden ser integradas para interconectar los componentes de las etiquetas, actuar como un sensor y funcionar como antenas RFID. Las etiquetas inteligentes ofrecen a los fabricantes de productos de consumo, a distribuidores y clientes una visibilidad en tiempo real de los inventarios y pueden ayudar a un fabricante a controlar las condiciones y la ubicación en cualquier punto de un sistema de cadena de suministros.

Muchos alimentos y productos farmacéuticos empacados deben almacenarse y despacharse a temperaturas precisas, para prevenir el riesgo de una contaminación. Las etiquetas inteligentes pueden usarse para controlar la temperatura de bienes perecederos durante su despacho.

Una etiqueta inteligente con un microprocesador especial, una antena de tinta conductiva y un sensor, podrían calibrar la temperatura durante el despacho y alertar al proveedor de cambios nocivos en la temperatura.

Existe también un tremendo potencial para aplicaciones de etiquetas inteligentes en estrategias contra la falsificación, que es un tema de particular importancia para la industria farmacéutica y para los propietarios de marcas.

El futuro es brillante

Las tintas conductivas se están usando ya en aplicaciones RFID para etiquetado, empaque y almacenamiento inteligentes y se están probando para inventarios al detal. El futuro se ve brillante. Así que hablemos del punto de venta minorista "inteligente" del futuro.

Supongamos que la nevera de una tienda se ha quedado sin paquetes de arvejas congeladas. Hoy, el jefe de departamento o el encargado de inventarios debe darse cuenta de este hecho y restituir el producto. Con la RFID, un computador podría enviar un correo electrónico o una página para advertir empleado del desabastecimiento. La tienda podría entonces enviar automáticamente un aviso al distribuidor y al fabricante del producto, solicitando que se produzca más o que se envíe con mayor anticipación.

Todos se benefician: el consumidor (los productos más apetecidos se encuentran disponibles); la tienda (mayor volumen de ventas); el fabricante (mejor programación de la producción, mercadeo más preciso, mayores utilidades); y el impresor de RFID. Con tintas conductivas y las alianzas apropiadas, esta realidad está más cerca de lo que pensamos.

Suplemento publicado por la Foundation of Flexographic Technical Association, FFTA, en cooperación con Conversión, B2BPortales