Leves, discretas, integráveis às vestimentas e mais baratas. Essas são algumas das características que fazem das antenas têxteis um recurso vantajoso para vários usos, como aplicações militares e monitoramento de saúde, entre outros.

“Materiais têxteis têm aplicações em quase todas as nossas atividades, dado que usamos roupas e estamos rodeados por tecidos na maioria dos ambientes. Desse modo, antenas de tecido podem ser facilmente integradas em objetos de uso diário. Espera-se que a nova geração de roupas tenha equipamentos para receber e transmitir dados de forma discreta”, destaca o pesquisador Marcus Grilo.

Ele desenvolveu, em seu doutorado na Escola Politecnica da USP, modelos de antenas têxteis operados com banda larga em frequências de micro-ondas que, ao serem conectados a dispositivos eletrônicos, podem melhorar a recepção de sinais de internet sem fio e localizadores GPS. No caso da conexão com sensores, são capazes de transmitir informações médicas, como temperatura do corpo e batimentos cardíacos do paciente, para centros médicos e hospitais.

Constituída com substrato de tecido dielétrico (que não conduz corrente elétrica), a tecnologia usa tecidos condutores nas faces superior e inferior. Na parte de cima, esse material compõe o radiador que transmite e recebe sinais na faixa de frequências desejada. Na de baixo, atua como uma blindagem, evitando que a antena irradie sinais eletromagnéticos na direção do corpo do usuário.

Tecnologia nova – “O tecido do substrato é o denim, o mesmo usado nas calças jeans, um material de fácil acesso e de alta resistividade”, explica a professora Fátima Salete Correra, coordenadora da pesquisa. “O radiador, que é uma parte metálica da antena, utiliza um tecido de poliéster (tafetá) com 35% de cobre puro, conhecido como PCPTF, sigla em inglês para Pure Copper Polyester Taffeta”, acrescenta.

Embora premiado em 2014 em um congresso brasileiro, Grilo informa que o trabalho não foi na época tema para depósito de patentes. “Agora, estamos trabalhando na proposição de novas configurações originais de antenas têxteis e, dessa vez, temos a intenção de patenteá-las”, destaca.

Segundo o pesquisador, o objetivo é colocar o produto no mercado, pelo fato de ser uma tecnologia nova em constante progresso em grupos de pesquisas fora do Brasil. As primeiras pesquisas nessa área, registradas em 2001, representam um avanço em direção às tecnologias atuais e para o futuro. “Integrando essas antenas à tecnologia bluetooth ou outras redes wireless, nossas roupas poderão captar sinais para nossos aparelhos se conectarem às redes de telecomunicação”, destaca.

Entre exemplos de aplicações, cita o uso no setor de saúde para a transmissão de informações biológicas, como temperatura do corpo e batimentos cardíacos de pacientes, para centros hospitalares, e na comunicação em operações de segurança.

Parâmetros – Para a criação do protótipo, foi preciso elaborar, inicialmente, uma antena de microfita tradicional, com entrada e saída de sinais, ligada diretamente ao radiador para validar a tecnologia de fabricação e servir de base para aprimorar o que já existe internacionalmente.

Na sequência, o desafio foi a caracterização dos materiais têxteis da antena em frequências de micro-ondas, extraindo os parâmetros necessários para o projeto. “O projetista de qualquer tipo de antena tem de conhecer parâmetros elétricos e físicos dos materiais que utiliza em sua fabricação. Quando se trata de material convencional, esses parâmetros costumam ser conhecidos. Mas, no caso dos tecidos, tivemos que caracterizá-los, empregando técnicas específicas”, esclarece Grilo.

Depois disso, ele dedicou-se à tecnologia de fabricação, com a definição de modelos para o corte dos tecidos e sua fixação através de costura por linha não condutora de eletricidade, processo mais resistente que a colagem.

Em busca de parceiros – A antena criada no doutorado transmite em Antenas têxteis criadas na USP podem ser integradas ao vestuário banda larga para redes sem fio (Wi-Fi e bluetooth), operando na banda ISM de 2,45 GHz. “O estudo propõe um circuito de alimentação original para conectar o sinal ao radiador e alargar a banda da antena. Assim, ela atende à frequência desejada em condições habituais de uso nas roupas, curvada e interagindo com o corpo”, afirma o engenheiro.

Outro modelo desenvolvido por ele possui banda dupla (ISM de 2,45 e 5,8 GHz, usadas em Wi-Fi), pois seu radiador é formado por um quarto de cavidade ressonante em tecnologia SIW (guia de ondas integrado ao substrato). “Para que ressoe nas duas bandas, as camadas metálicas nos dois lados do substrato precisam ser interligadas, o que foi feito com ilhoses metálicos”, explica.

Grilo criou ainda mais uma antena banda larga, para a banda ISM de 5,8 GHz, em que o sinal é irradiado por uma fenda em formato da letra U inserida no radiador. “Essa antena associa operação em banda larga e facilidade de fabricação em tecnologia têxtil”, ressalta ele.

Agora, o engenheiro busca parceiros, da área industrial, interessados em produzir material de baixo custo e disponibilidade imediata para a criação das antenas. “Outro desafio é encontrar desenvolvedores de produtos que empreguem as antenas têxteis. No momento, estamos nos empenhando nesse sentido”, finaliza.

DOE, Excutivo I, 05/05/2018, p. I