Ejemplo de aplicación de MEMS
Un dispositivo óptico, formado por sistemas MEMS que funcionan como micro escaners de diagramas, lentes, expansores de pupila y lasers y reflectores, es insertado detrás de la retina, este implemento permite al usuario tener un mapa de las acciones específicas a realizar en una operación.
Este instrumento sirve como guía de acción y facilitaría las labores de doctores, mecánicos o ingenieros que requieren de total precisión en sus actividades.
Por ejemplo, un médico al realizar una operación, además de ver los órganos el paciente, sobrepuesta, tendría la visión de un esquema general del organismo humano.
         
Año 5 • No. 169  • febrero 21 de 2005 Xalapa • Veracruz • México
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Crea centro en Facultad de Ingeniería de Veracruz
La UV se avoca a desarrollar la tecnología MEMS en México
Juan Carlos Plata
 

La industria automotriz en México podría generar en 2006 un mercado de alrededor de 100 millones de dólares y el sector salud alrededor de 20 mil millones de pesos, si se integra nuestro país al desarrollo de tecnología MEMS (Sistemas Micro-Electro-Mecánicos, por sus siglas en inglés), con una amplia gama de aplicaciones como biomédica, espacial, de fluidos, entre otros, y en la que la Universidad Veracruzana ya está trabajando.

Son sistemas que se fabrican de acuerdo a medida y necesidades específicas, y sirven para todo aquello que requiera controlar una variable, como sistemas de riego, regulación de temperatura de invernaderos, caducidad de algún producto alimenticio y emisiones de gases de los automóviles, por citar algunas de sus aplicaciones.

Es un sensor que detecta señales que hacen que otra parte actúe, entonces esas señales pasan a otro módulo que las procesa a partir de un indicador térmico o de fluido que se convirtió en una señal eléctrica.

La idea de los MEMS es fabricar estructuras mecánicas en dimensiones de micras, que a simple vista no se ven, incluso son más pequeños que un ácaro, los animales que abundan en el polvo de granjas, graneros y almacenes –también presente en el polvo doméstico– y que las células sanguíneas.

En el año 2000, el mercado de MEMS representó, a nivel mundial, 20 mil millones de dólares y para 2005 se espera que sea de más de 60 mil millones de dólares.
La Universidad Veracruzana cuenta ya con un centro de investigación y desarrollo de este tipo de tecnología en la Facultad de Ingeniería en Boca del Río.

Según el doctor Pedro Javier García Ramírez, encargado de este centro, el papel que debe jugar la UV con respecto a la tecnología mems es la de “investigar, desarrollar prototipos y, una vez que tengamos bien claros los conceptos y cómo optimizar las estructuras, irnos a los mercados y vender aplicaciones justas a la medida de las necesidades de la empresa compradora”.

La UV forma parte, junto con otras instituciones como la Universidad de Guadalajara, la UNAM , la Universidad Autónoma de Ciudad Juárez, el Centro de Investigaciones Eléctricas de Cuernavaca, el Instituto Tecnológico de Estudios Superiores de Monterrey campus Monterrey, el Centro de Investigaciones y Estudios Avanzados (Cinvestav) unidad Guadalajara, y otras tres, de una Red Nacional de Centros de Diseño de Tecnología mems. Además, la UV pertenece a la Micro and Nanotechnology Comercialization Education Foundation (Mancef), organización mundial que agrupa a instituciones que se dedican a la investigación tecnológica.

Según el investigador Pedro García “es importante vender la idea de que la UV tiene el potencial como la logística para atraer inversión y a partir de esto generar micro y medianas empresas enfocadas en la tecnología MEMS”.

Los primeros frutos
El Centro de Tecnología MEMS de la Facultad de Ingeniería ya se encuentra trabajando en un proyecto específico, que es el de la fabricación de un prototipo de sistema MEMS para el grupo Tenaris-tamsa.

Ya fue aceptado el anteproyecto de un sensor que monitorea el campo magnético de los tubos de acero sin costura en tiempo real en la propia línea de producción, con lo cual resolvería un problema no sólo a la empresa local, sino a todo el grupo, en diferentes plantas en el mundo.

Además, personal de la Universidad ya se ha reunido con representantes de pequeñas y medianas empresas de la zona de Veracruz para presentarles
la tecnología aplicada a problemas específicos de sus empresas.

“No sólo estamos pensando en empresas grandes, sino en empresas medianas y pequeñas, para desarrollar tecnología que resuelva sus problemas de producción”, aseguró Agustín Herrera Monreal, jefe de la carrera de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la Facultad de Ingeniería en la región Veracruz-Boca del Río.

Los costos
Uno de los principales obstáculos para la producción de estos sistemas en México es el elevado costo que, por ahora, tienen los centros de fabricación física, técnicamente llamados Cuartos Limpios de Fabricación.

La pureza de esas habitaciones debe ser igual o mayor que la de un hospital, y para su construcción y equipamiento se requieren de cinco a 10 mil millones de pesos, esto independiente de los costos de operación y mantenimiento.

Por esta razón es que se depende –por ahora– de empresas extranjeras para la fabricación física de los circuitos integrados mems que son diseñados en México.

Según el doctor García Ramírez, el único lugar en México donde se fabrican circuitos integrados es el Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE), en Puebla, “pero la tecnología que fabrican es de 10 micras, que se desarrolló en los años 70; para cuestiones académicas es válido, pero para producción en masa es muy atrasado”.

La UV y los MEMS
A iniciativa del doctor Miguel José Yacamán, la Universidad Veracruzana inició un proceso fuerte de adaptación a la vanguardia en tecnología a nivel mundial. Según el experto en la materia, en México se estaba consolidando la microelectrónica y si no se empezaba a trabajar en ello, la UV iba a tardar varios años desarrollando este tipo de tecnología y se retrasaría en la investigación y desarrollo de nanotecnología.

Walter Luis Sáiz González, director del área académica Técnica, si la UV mantiene los estudios formales que tiene en microtecnología, pero se posiciona en el estudio de la nanotecnología, sería una institución de vanguardia y podría establecer redes con todos los sectores, a nivel mundial, que tratan sobre
el tema.

Ante esta perspectiva, la UV contactó a la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia (Fumec, por su acrónimo en inglés), que se encontraba realizando investigaciones sobre tecnología mems, y en territorio nacional estaba identificando nichos de oportunidad para el desarrollo de ese tipo de tecnología, entre ellos las instituciones de educación superior. Bajo ese concepto, la Fumec le ofreció a la UV brindarle todos sus desarrollos si se comprometía a crear un Centro de Tecnologías MEMS. La UV contrató al doctor Pedro Javier García Ramírez para, además de impartir clases como maestro de tiempo completo, se encargara de la creación de dicho centro.

García Ramírez atendió una convocatoria para obtener el grado de profesor Promep y tener la oportunidad de registrar un proyecto que significara un recurso extraordinario, lo ganó y tiene ya un presupuesto para arrancar el proyecto. Por otro lado, con la Secretaría de Economía (SE) del gobierno federal, la UV acordó impulsar estos trabajos mediante un convenio en igualdad de condiciones que inició con una inversión de 600 mil pesos, aportados por ambas instituciones en partes iguales

Segunda Reunión Interamericana de Tecnologías MEMS
La Universidad Veracruzana “ha sentado las bases para desarrollar tecnología de punta a nivel mundial y por ello ha buscado establecer convenios con instituciones de varios países como Bélgica y España; empezamos a difundir los apoyos con los que contamos y, gracias a estas relaciones, la UV será la sede de la segunda Reunión Iberoamericana de Tecnologías mems”, dijo Walter Luis Sáiz, director del área académica Técnica de la UV.

Con Fumec y la Universidad de Arlington, la UV comparte la responsabilidad de la organización del evento. Fumec se encarga de la parte operativa, la agenda de trabajo, ponentes e invitados y, gracias al apoyo de la Organización Universitaria Interamericana (OUI) que preside Víctor A. Arredondo, se difunde el evento en todo Iberoamérica.

A decir del jefe de la carrera de Ingeniería Mecánica Eléctrica de la Facultad de Ingeniería en Boca del Río, Agustín Herrera Monreal, la importancia que reviste el evento es que se está invitando a los industriales del país, porque hay la oportunidad de invertir en esa tecnología que tiene usos diversos y que tienen una importantísima perspectiva millonaria en cuestión de ganancias a nivel mundial.

“La reunión pretende mostrar que esta tecnología ha impactado en algunas áreas a las que nosotros difícilmente tenemos acceso. Por ejemplo, en la medicina ya hay cosas que ya están funcionando pero que no están a nuestro alcance ahora mismo; además, en ingeniería automotriz, industria espacial y, principalmente, en la industria de la guerra, que es la que más ha generado el desarrollo que actualmente tiene esta tecnología.

“Queremos mostrar a los científicos y a los empresarios de México las innovaciones que se presentan, porque si no nos involucramos ahora mismo, nos pasará lo mismo que sucedió con la microtecnología: terminaremos siendo dependientes del extranjero”, dijo Herrera Monreal.

Esta reunión se llevará a cabo los días 7 y 8 de marzo, en el Puerto de Veracruz. Acudirán empresarios y especialistas de mems de países como Brasil, Costa Rica, Canadá, España, Argentina y Estados Unidos, relacionados con la investigación, el desarrollo y la comercialización de MEMS, para motivar y fomentar vínculos de colaboración para el análisis, diseño e implementación de estrategias nacionales sobre estas tecnologías.

En el evento se presentará la estrategia nacional que México está desarrollando en Tecnologías MEMS, se difundirán temas relacionados con el desarrollo de estas tecnologías tales como evolución de mercados y nuevas tendencias tecnológicas, se mostrarán los resultados del Sistema de Inteligencia Tecnológico Empresarial sobre mems desarrollados en México y los nichos de oportunidad detectados.

También se promoverán encuentros entre empresarios con el fin de sensibilizar y mostrar las oportunidades que significan estas tecnologías, se identificarán nichos de oportunidad y se impulsará el desarrollo de nuevos productos y la creación y/o fortalecimiento de nuevas empresas asociadas a MEMS en países de Latinoamérica.

Además, se identificarán oportunidades de atracción de inversiones derivadas o asociadas al encapsulado de MEMS, se vinculará a empresarios con actores clave en el desarrollo de estas nuevas tecnologías, para propiciar con ello su modernización e incrementar su productividad y competitividad, y se mostrará la infraestructura técnica y de recursos humanos que existe en México para incursionar en éstas tecnologías.

En la reunión se contará con la destacada participación de instituciones como Sandia National Laboratories, Canadian Microelectronics Corporation, MANCEF (Micro and Nanotechnology Commercialization Education Foundation), Analog Devices Inc. y Honeywell, entre otras, además de la participación de instituciones educativas como la University of Texas at San Antonio, el Renselaer Politechnic Institute, la University of Texas at Arlington, y la University of Colorado at Boulder.

¿Qué es la tecnología mems?
Los MEMS son el resultado de la combinación de elementos mecánicos, sensores, actuadores y electrónicos en un mismo circuito integrado. La escala de todos los elementos es, por lo tanto, microscópica. Los mems se pueden definir como una mejora en los procesos de fabricación que convergen en ventajas de miniaturización, uso de mínima potencia y máximo rendimiento, portabilidad, mínimo mantenimiento y fácil interconexión con sistemas múltiples.

Sus aplicaciones impactan una amplia gama de sectores, como automotriz, de telecomunicaciones, informática, medicina, productos de consumo y, en general, aquellos que utilizan sistemas de automatización como herramienta o producto.
El mercado de MEMS
Las ventas consideradas en forma conservadora a nivel mundial de los microsistemas o MEMS están pronosticadas para llegar a los 80 billones de dólares en 2006, mientras que los mercados de los productos históricamente competitivos que no utilizan esta tecnología se mantendrán en un crecimiento relativamente bajo.

Una cifra interesante es que para este año, se estima que en Estados Unidos, la población habrá adquirido un promedio de cinco microsistemas (MEMS) por persona (de 1.6 MEMS/persona, actualmente).

A partir de 1996, las empresas europeas y japonesas desarrolladoras y utilitarias de mems son las que más fuertemente han estado atacando los mercados.

Sin embargo, los demás países han hecho esfuerzos y ya se evidencia un incremento sustancial en la inversión para el desarrollo de productos MEMS.

Actualmente, Estados Unidos está invirtiendo el doble del capital para la investigación de MEMS que años anteriores.

¿En qué se aplican los MEMS?
Las oportunidades inmediatas que hay en México en relación con las Tecnologías MEMS son en el sector automotriz, con un mercado potencial de 100 millones de dólares, y en el sector salud con un mercado potencial del orden de los mil 500 a dos mil millones de dólares en 2006.

Otros mercados en que los MEMS impactarán con importancia son los de productos electrónicos para el consumidor, tecnología de la información, telecomunicaciones y la industria. Sin embargo, la verdadera incursión para la empresa mexicana está en la implementación de esta tecnología en su línea de productos o en su línea de producción.

La curva de crecimiento del impacto económico global de los productos y sistemas que utilizan MEMS se encuentra en su momento de despegue.