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Ingeniería mecánica

Para ampliar la imagen

Tecnología brasileña reduce los costos de producción de lentes especiales fabricadas con plásticos inyectables

Optovac, una pequeña empresa de la localidad de Osasco, en el Gran São Paulo ha comenzado a producir lentes especiales que brindan una mejor calidad de imagen en lupas médicas, microscopios, gafas de visión nocturna e incluso cámaras fotográficas y filmadoras. Dichas lentes aseguran imágenes de alta calidad, sin aquellas pequeñas distorsiones de las lentes convencionales. Son denominadas no esféricas o asféricas, y logran mantener el foco de manera más eficiente, reduciendo así a niveles aceptables la llamada aberración esférica, es decir, la falla en la formación de una imagen provocada por la refracción de la luz en superficies esféricas, un fenómeno físico que se manifiesta en las lentes convencionales.

Las lentes asféricas tiene un tipo de curvatura que permite la obtención de imágenes con una mayor nitidez. Pueden ser fabricadas con curvaturas específicas, evitando así los problemas focales, que comprometen la calidad visual de la imagen observada. Grosso modo, sus apariencia se asemeja a la forma de un cono, con sus curvas más acentuadas.

Ante el desafío de dominar la sofisticada tecnología de producción de estas lentes mediante la utilización de materiales tales como el plástico inyectable, policarbonato, poliestireno o acrílico, que permiten disminuir a la mitad los costos de producción, Optovac está concluyendo un proyecto de desarrollo de estos productos, y cuenta para ello con el apoyo financiero de la FAPESP, a través del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE).

Iniciado hace dos años, dicho proyecto resultó en moldes para la producción de las lentes de plástico, un proceso que tendrá inicio en el mes de octubre de este año. Para Sérgio Antônio de Almeida Nobre, director de la empresa y coordinador del proyecto, “la sociedad con la FAPESP fue a todas luces decisiva, pues nos permitió desarrollar una tecnología inédita en el país y única en el hemisferio sur”.

Nichos de mercado
Desde el punto de vista económico, el dominio de esta tecnología cobra más importancia, en la medida en que las lentes asféricas hechas en plásticos transparentes y moldeables, de alta calidad, son de interés para una amplia gama de usos industriales. En el área médica, en las lupas utilizadas en diversos tipos de cirugías; en el área militar, en las lentes de gafas de visión nocturna; y en el área de laboratorio, en los microscopios ópticos. Pero también los consumidores comunes podrán beneficiarse con esa misma calidad óptica de las lentes asféricas instaladas en sus anteojos, pues éstas los vuelven más livianos, y su espesor es menor. Otro uso que ya se ha vuelto común es en las cámaras fotográficas.

Los países productores de dichos equipamientos, tales como Japón y Alemania, por ejemplo, utilizan las lentes asféricas de plástico en los objetivos, juntamente con las lentes de vidrio común, pues alían calidad focal con durabilidad del material. El problema es que, para las máquinas fotográficas, las lentes asféricas únicamente son competitivas si se las fabrica a gran escala. Otras áreas en dónde las lentes son cada vez más solicitadas y que adquieren alta competitividad son las de electrónica y de telecomunicaciones.

La demanda de estos productos aumentó con la aplicación de componentes ópticos hechos en plástico, sofisticados y de bajo costo, en instrumentos tales como cámaras de video, sensores de luz y acopladores ópticos (conectores para la unión de fibras ópticas). Otro uso cada vez más común reside en los lectores de discos compactos, cuando el haz de láser atraviesa la lente asférica, antes de tocar la superficie del CD. “Son áreas muy competitivas. Solamente veo posibilidades de actuar en éstas a mediano plazo”, calcula Nobre. “Nuestra meta es actuar en nichos menores y más restringidos, en los cuales los grandes fabricantes no tienen interés.”

Astronomía y medicina
Optovac pretende ganar terreno en las áreas educativa, técnica y de consumo en general, que requieren kits ópticos para clases de física, estereomicroscopios (aparatos binoculares para la enseñanza, investigación y uso industrial en micromontajes en el área eléctrica), productos para astronomía amateur, lentes para focos de automóviles con iluminación de alto desempeño y componentes para otras empresas en las áreas de instrumentación médica, análisis clínicos, artículos domésticos y equipos eléctricos. En algunos de estos casos, podrían llegar al mercado por la mitad del precio de los productos importados.

Para Sérgio Nobre, el reto consiste en tener precios compatibles con los productos asiáticos, pero con calidad superior. “Nuestro costo de mano de obra y de producción son superiores a los de los chinos, por ejemplo, pero vamos a enfrentarlos con tecnología”, afirma el director, que pretende capacitar a la empresa para la exportación, principalmente de los productos destinados al área educativa. La facturación de Optovac, proyectada para este año, está estimada entre un millón y 1,5 millones de reales. Las lentes asféricas participarían en dicho monto con alrededor de 100 mil reales mensuales a partir de octubre.

De acuerdo con Nobre, aún no existe competencia en la producción de estos implementos en Brasil, pues el retorno económico es lento. Otra limitación es el difícil proceso de fabricación de las lentes asféricas, tanto en vidrio como en plástico. El secreto, en el que es preciso invertir tiempo y dinero, radica en el molde de la lente, que Optovac está desarrollando. Con un moldeado eficiente es posible aliar las ventajas de esas lentes al bajo costo del plástico inyectable.

Esta técnica también permite producirlas en vidrio de bajo punto de fusión, pues son moldeables a temperaturas menores que las usualmente utilizadas. Por lo tanto, son más baratos que los vidrios comunes. La producción de estas lentes se inicia con el uso de un software. Los datos para la confección de los moldes para lentes asféricas son creados y organizados en una computadora, e insertados en una Generadora Asférica de Control Numérico Computado (CNC), un equipamiento utilizado para repetir la fabricación de un producto.

El mismo efectúa la lectura de las informaciones programadas por el software, y confecciona un molde para las lentes, con base en una pieza de vidrio o cerámica premecanizada. Para forjar el molde, un muela circula alrededor de pieza, tocando su parte lateral, refrigerada con agua y aceite soluble que, además de mantener su temperatura, evita el excesivo desgaste de las piezas. Una vez concluida esa etapa, otro aparato, el perfilómetro, mide el perfil del molde semiacabado.

Si hay diferencias entre los datos inicialmente programados por la computadora y el resultado final, el software genera un archivo de corrección y la Generadora Asférica efectúa el retoque del molde. Para la fabricación de estas piezas se requieren equipamientos con requisitos mecánicos sumamente críticos de control, avance y estabilidad, lo que permite que las lentes salgan listas para recibir un pulido óptico final, que es cuando sus superficies opacas adquieren la total transparencia.

Desarrollo desde cero
Optovac fue creada en 1986, con el objetivo de fabricar equipamientos con tecnologías que involucraran mecánica fina, pero luego empezó actuar en el segmento óptico con productos de investigación para el área educativa y de consumo en general, tales como kits para la enseñanza de ciencias, lunetas y microscopios, e incluso desarrollando dichos dispositivos para institutos de investigación ligados a la Universidad de São Paulo (USP) y la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp).

Con todo, con la restricción del campo comercial y la apertura del mercado impulsada durante la última década ?con la cual llegaron a Brasil productos a precios más competitivos?, la empresa se vio obligada a invertir en investigaciones y a desarrollar desde el principio una tecnología que ya existía en el exterior. Pero, ¿y por qué no importar esa tecnología, sencillamente? De acuerdo con Sérgio Nobre, el motivo de ello es simple: los costos de dicha importación ascienden a los dos millones de dólares ?para una producción que atienda a pequeños nichos, los existentes en Brasil?, y son muy superiores a los costos del desarrollo local; e injustificables, ante la pequeña demanda del mercado interno.

Con el fin de elevar la calidad de los productos a un costo menor, el proyecto del PIPE permitió el viraje tecnológico de la empresa, que en dos años desarrolló sus primeros prototipos. El trabajo fue simultáneo, tanto en el desarrollo tecnológico como en el de posibles aplicaciones en productos. Actualmente, Optovac tiene capacidad para abastecer al mercado interno de manera personalizada, pues el consumo de estos productos es aún pequeño en Brasil. “Estamos produciendo 20 mil lentes esféricas para un cliente (no puede mencionar el nombre de la empresa ni la aplicación del referido producto), y para el Instituto de Investigaciones Energéticas y Nucleares (Ipen, sigla en portugués) hemos concluido ya la elaboración una única lente (asférica), especialmente desarrollada, para su uso en investigaciones en dicho instituto.

Es decir que tenemos una estructura diferenciada, que nos permite producir de manera flexible”, comenta el director de la empresa. Optovac fue incluso homologada por la aviación del Ejército brasileño para el desarrollo (de lentes asféricas) y el mantenimiento de equipamientos ópticos, tales como las gafas utilizadas para visión nocturna, actualmente importadas y que dependen de mantenimiento hecho fuera del país.

El Proyecto
Componentes Ópticos en Plástico Inyectado con Superficies No Esféricas (nº 99/11415-8); Modalidad Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE); Coordinador Sérgio Antônio de Almeida Nobre – Optovac; Inversión R$ 33.000,00 y US$ 156.236,00

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