En los últimos años estamos viendo como la industria textil está cambiando. Se están introduciendo nuevos métodos de fabricación, nuevos materiales, nuevas tendencias, etc. La electrónica en la ropa está calando rápidamente en la moda, pero tiene algunos problemas que solucionar antes de que sea un producto comercial. No poder lavar la ropa con electrónica, gran coste de los materiales para e-textile, componentes sensibles a salpicaduras, etc. Son algunos de los problemas abiertos en la nueva industria de los e-textile. Pero hay un material que está pasando desapercibido y que podría solucionar gran parte de estos problemas y es la fibra óptica. Un material con unas prestaciones increibles y de muy bajo coste.
La fibra óptica es una guía de onda a frecuencias ópticas que propaga un conjunto de modos confinados con muy poca atenuación. Una guía de onda se trata de un medio en el que viaja un onda electromagnética, en este caso la luz. Las más empleadas están basadas en sílice en combinación de otros óxidos, existiendo trambién de plástico y otros materiales. El sílice, o óxido de silicio, es un compuesto del silico, uno de los materiales más abundantes de la corteza terrestre. Por este motivo la fibra óptica tiene un coste de producción tan bajo.
La forma en la que se programa la onda dentro de este material puede interpretarse en forma simplificada a partir de la ley de Snell y el principio de reflexión total interna. La fibra óptica está compuesto por dos materiales de distintos índices de refracción, su núcleo y su revestimiento. Al iluminar un extremo de la fibra, la onda irá rebotando en su núcleo hasta el final de la misma:
Esta propiedad nos permite iluminar, una o varias fibras, desde un extremo y recibir la luz en el otro. Además, si añadimos impurezas al revestimiento, conseguiremos que la luz escape a lo largo de la fibra. Este fenómeno de pérdidas se incrementan en las curvaturas, escapando la luz en las curvaturas de la fibra. Lejos de utilizar la fibra óptica como está bien estudiada para las telecomunicaciones, la podremos utilizar como un material que ilumine a lo largo de su recorrido. Estas impurezas las podemos añadir al material haciendo micro cortes, o lijándola:
Como se puede ver en la figura, iluminando desde un extremo y lijando la fibra se puede lograr hacer un hilo que de alguna forma ilumina. Además de todo lo anterior hay que recordar que es un material plástico no conductor. Estas propiedas hacen que se pueda mojar perfectamente, pues el iluminador está a un extremo del material. Esto puede hacer que de el efecto de que la luz se puede mojar, aunque en realidad no es una fuente de luz, sino un efecto del rebote de la luz que proviene desde otro punto.
Un inconveniente de la ropa con electrónica incorporada es que no se puede mojar, pues se romperían los circuitos. Esto es muy problematico a la hora de lavar la ropa. Para solucionar este problema hay que hacer que la electrónica se pueda quitar y poner de la ropa. En nuestro caso la única parte electrónica es la iluminación que está a un extremo. Por lo que una prenda de ropa con fibra óptica se podría lavar perfectamente, simpre que el iluminador se pueda quitar y poner.
Imaginemos una chaqueta con lineas iluminadas con fibra óptica en las mangas, que en la espalda se encuentra un dispositivo que la iluminé. Para poder lavar esta prenda sólo tendriamos que ser capaces de quitar el dispositivo que la ilumine. En cambio, todo lo demás se puede lavar perfectamente.
La fibra óptica es un material muy barato, de mucha abundancia en nuestro entorno, con unas prestaciones alucinantes en el campo de la telecomunicación, que además se puede utilizar como un material luminoso capaz de mojarse. Todas estas propiedades hacen que sea un material perfecto para incluirlo en la ropa. Pero tiene un inconveniente, que es su dureza. Se trata de un hilo rígido de plástico, que permite una curvatura máxima hasta que se parte. Este inconveniente tendremos que tenerlo en mente a la hora de crear moda con fibra óptica.
La fibra óptica necesitará de un dispositivo que la ilumine en un extremo. Normalmente en las comunicaciones ópticas se utilizará un emisor con un ancho espectral lo más estrecho posible, máxima potencia, baja dependencia con la temperatura, etc. Nuestro objetivo, iluminar tramos cortos de fibra óptica con muchas pérdidas, no necesita un iluminador con buenas prestaciones.
La forma más sencilla de iluminar la fibra va a ser por medio de LEDS o de Láser. En el primer caso, los leds necesitaran de mucha potencia para poder iluminar bien la fibra. Como ventaja tendrán que podremos usar leds programables e ilumnar la fibra de distintos colores. En cambio, con un láser, tiene buena potencia en fibra, pero sólo iluminarán de un color.
Independientemente de la tecnología que usemos, tendremos que alinear la fibra óptica con el LED o el láser. Con los diodos LED no es tan dificil porque normalmente iluminan en todas las direcciones. Con los diodos láser tendremos que alinear la fibra con algún dispositivo, pues al ser tan directivo el haz de luz, si no está bien alineado perderemos mucha potencia.
En mi caso he usado una impresora 3D para diseñar mi alineador. En la imágen se podría ver como se utiliza. A la derecha esté el laser, la pieza azul para sujetar el láser, y la pieza verde para sujetar la fibra con un agujero para un tornillo. De esta forma la fibra óptica la tendriamos perfectamente alineada con el láser.
Un problema de este material es coserlo a la tela. Su textura y firmeza se asemeja mucho a las ballenas, ampliamente usadas en la moda textil. Las ballenas se utilizan normalmente para dar forma a las prendas. A la hora de confeccionar la ropa con fibra óptica tenemos que saber que tiene una curvatura máxima hasta que parte. Además, a la hora de dar las puntadas sobre la fibra tendremos que tener cuidado, pues la aguja podría partir el material. Mi consejo es usar fibra muy fina, y a ser posible dar las puntadas a mano. En muchas prendas podría ser un accesoria ideal, como en sombreros, máscaras, puños, mangas, etc.
Yo he incorporado esta técnica en un sobrero Bucket con el ala hecha con fibra óptica. Además de una máscarilla covid free bastante pintoresca. Está ilumando con un par de láseres de 10 céntimos, y con el alineador impreso en 3D expuesto anteriormente. En la mascarilla los láseres se encontrarian detrás de la cabeza, y en el sombrero estarían dentro. Así, no pasaría nada si se moja la fibra óptica.
Pese a ser un material delicado para coser, se pueden conseguir grandes resultados a muy bajo coste. Sus grandes prestaciones se puede utilizar en infinidad de prendas. Sólo hace falta dominar las carencias de este material. En el futuro es bastante probable que veamos telas hechas a partir de fibra óptica con telares de fibra en los que se puedan hacer cortinas que iluminen, manteles que cambien de color, etc. Aun así a la fibra óptica tiene algunas asignaturas pendientes. Dar con la clave para poder industrializar la creación de prendas con fibra óptica puede ser un problema del futuro, y dar con la solución un gran reto.