La fotónica, tecnología del futuro por sus múltiples aplicaciones y bajo coste

VALÈNCIA. (CONCHA TEJERINA/EFE) La fotónica es una de las tecnologías del futuro, no solo por sus múltiples aplicaciones en campos como la biomedicina, la alimentación, la comunicación, la detección de armas biológicas o el sector aeroespacial, sino porque aporta ventajas por su pequeño tamaño, bajo coste y alta sensibilidad.

Así se ha puesto de manifiesto en la vigésima Conferencia Europea sobre Óptica Integrada (ECIO 2018), que reúne este miércoles y el jueves en la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) a más de 200 expertos internacionales.

La óptica integrada son microchips, similares a los que se crean en el campo de la microelectrónica para los teléfonos móviles o los ordenadores, pero con la particularidad de que en lugar de emplear electrones usan fotones, la partícula fundamental de la luz.

Aunque tradicionalmente se usan para telecomunicaciones, como centros de datos o "cloud computing", en los últimos años han comenzado a aplicarse a otros sectores al ser una tecnología que, debido a su pequeño tamaño, puede portarse más fácilmente.

Pascual Muñoz, catedrático de la UPV y uno de los coorganizadores del encuentro, ha explicado a EFE que los grupos que investigan actualmente buscan uniformizar las tecnologías para que el mismo proceso pueda tener múltiples aplicaciones y abarate el proceso.

De hecho, ha destacado, "estamos viendo un crecimiento exponencial en el número de aplicaciones, de empresas y de grupos de investigación que ya utilizan esta tecnología directamente".

Biomedicina

Una de las aplicaciones es en la biomedicina, donde con una pequeña cantidad de materia, y de manera no invasiva, se podrían detectar de forma precoz algunos tipos de cáncer, enfermedades cardiovasculares o dolencias degenerativas como el parkinson y el alzheimer.

Jaime García Rupérez, investigador del Centro de Tecnología Nanofotónica de la UPV, universidad de la que es profesor, ha señalado a EFE que en este campo están trabajando en aplicaciones de diagnóstico médico y para la detección de amenazas químicas y biológicas. 

Según García Rupérez, la tecnología nanofotónica, a la hora de desarrollar sistemas de biosensado, aporta ventajas como su reducido tamaño -un chip de pocos milímetros cuadrados- y su alta sensibilidad, que le permite detectar sustancias de muy bajo peso molecular.

Son estructuras nanofotónicas de reducidas dimensiones pero que pueden tener miles e incluso millones de elementos de sensado, de forma que, en un único análisis, detectarían distintas moléculas y sustancias y permitirían un diagnóstico precoz de enfermedades.

Biomarcadores adicionales

"Se podrían tener sistemas de bajo coste -ha valorado-, muy compactos y que en muy pocos minutos puedan cuantificar esos biomarcadores relacionados con enfermedades como por ejemplo el cáncer o las dolencias cardiovasculares".

Ha añadido que también podría funcionar en la detección de patologías neurodegenerativas como el Alzheimer o el Parkinson, siempre que se apliquen biomarcadores adicionales asociados a estas enfermedades.

Los dispositivos que desarrollan son para trabajar con muestras de sangre, orina o sudor del paciente, fáciles de obtener y que permitirían hacer un diagnóstico mínimamente invasivo, o, dependiendo de la aplicación y de forma más invasiva, muestras de líquido cefalorraquídeo.

Compactos, baratos y portables

Frente a las actuales técnicas de detección (más completas y costosas), los dispositivos fotónicos son compactos, baratos y portables, lo que les permitiría ser usados en cualquier consulta médica para, al igual que se hace una medida de glucosa en un diabético, se puedan detectar los distintos marcadores y tener un resultado en cinco o diez minutos.

Estos dispositivos están en una fase de desarrollo en la que se están utilizando muestras sintéticas, con el fin de validarlos y demostrar su potencial para crear equipos de utilidad práctica y que se pueda trabajar con muestras reales.

"Queremos que el diagnóstico de la enfermedad se haga en fases mucho más tempranas de lo que se realiza hoy en día al tener un sistema con mayor sensibilidad, accesibilidad y facilidad de uso", ha añadido.

El Centro de Tecnología Nanofotónica también trabaja en un proyecto de tecnología fotónica basado en nanofibras poliméricas para la detección de agentes biológicos, una tecnología también barata y sencilla.

En este proyecto de carácter nacional se trabaja con un tipo de estructura diferente a los microchips y basado en un tejido de fibras de polímero que pueden crear una capa con propiedades ópticas para realizar la detección.

Aplicaciones

Según Muñoz, otras de las aplicaciones de la tecnología fotónica son en el campo aeroespacial para, por ejemplo, poder tener internet de banda ancha en los aviones, o en el sector de la automoción, con el uso de chips que facilitarían una conducción autónoma.

Además, podría aplicarse en la industria alimentaria, para detectar la presencia de contaminantes, pesticidas o alérgenos, o en el campo medioambiental para el control de análisis de aguas o aire.

A juicio de Muñoz, la situación de España en este campo de la tecnología es "buena y competitiva" y a la UPV, que cuenta con la empresa emergente VLCFotonics o el Centro Nacional de Microelectrónica, donde se fabrican circuitos ópticos integrales, se les reconoce como "polo de diseño" de estas tecnologías.

Indica que el apoyo de la Administración debería estar "más focalizado" en esta tecnología que es "muy transversal" y considera que si se pudiera tener ayuda a nivel nacional para desarrollarla "podríamos habilitar aplicaciones de alta tecnología y de alto valor añadido en un montón de sectores".

Por su parte, García Rupérez considera que la fotónica es una "de las candidatas" a ser una de las tecnologías del futuro en el campo del análisis de altas prestaciones, y afirma que la investigación en este campo en España es "muy potente" y de "mucho nivel".