A tecnologia In-mold Electronics (IME) na produção de uma embalagem sensorizada para controlo e rastreamento do transporte de mercadoria

A incorporação de eletrónica em componentes plásticos tem-se vindo a afirmar como uma tendência e, cada vez mais, os produtores procuram substituir os botões complexos tradicionais por substratos funcionais, incluindo-os diretamente no processo de moldação por injeção. Esta tecnologia, designada In-mold Electronics, ou IME, abrange a impressão de padrões num substrato polimérico e permite não só simplificar os produtos em termos de peso e multimaterial, mas também a sua funcionalidade, possibilitando integrar componentes como sensores ou LED.

A aplicação de IME a um produto de base polimérica permite a criação de dispositivos eletrónicos mais leves, flexíveis e com um design mais integrado, uma vez que os circuitos e componentes passam a fazer parte da estrutura do produto, eliminando a necessidade de peças adicionais. Esta nova abordagem permite benefícios significativos em termos de desempenho, estética, mas também em funções mais atrativas para o produto.

O controlo digital durante o transporte de mercadorias através da monitorização e gestão de bens ao longo de toda a cadeia de abastecimento, inclui o uso de sistemas de rastreio GPS, sensores de temperatura e humidade, dispositivos de comunicação sem fio ou plataformas de software para recolha e análise de dados em tempo real. Esta metodologia permite que as empresas acompanhem o progresso das mercadorias, desde o ponto de origem até o destino final, permitindo uma resposta rápida e eficaz para mitigar problemas como atrasos ou desvios de rota, ou condições de armazenamento do produto [1].

Nesse sentido, o MEASURE – huMidity sEnsor pASsive Uhf Rfid systEm, a enquadrar no contexto da Agenda ILLIANCE, surge como resposta ao desenvolvimento de soluções que combinam a eletrónica impressa e os componentes plásticos. A solução consiste na inclusão de filmes funcionalizados com sensores capacitivos para identificação do nível de humidade relativa do interior de uma embalagem e antena UHF para comunicação com um sistema centralizado de monitorização.

Figura 1. Integração de IME no processo de sobremoldação para a produção de um protótipo (ilustração do conceito)

A utilização de sistemas de identificação por radiofrequência (RFID) constitui uma alternativa viável para o controlo e gestão do stock, garantindo a segurança dos produtos embalados. Neste tipo de leitura, e ao contrário dos métodos convencionais, como o código de barras, que exigem uma leitura visual e direta de cada produto, são utilizadas tags, etiquetas ou microchips que são acionadas por ondas de rádio e contêm informações relevantes sobre o produto, nomeadamente: a data de fabricação, a localização, etc... [2]. Os sistemas RFID permitem dessa forma automatizar os registos de inventário, uma vez que os leitores podem, simultaneamente, realizar a leitura de várias tags, apoiando os produtores na sua tomada de decisão, quer em termos de reabastecimento do stock, quer na qualidade dos produtos armazenados através da inclusão de sensores.

Assim, o desenvolvimento de uma caixa de armazenamento sensorizada com o intuito de rastrear o conteúdo do produto embalado e aferir o nível de humidade ao qual este é exposto, agrega valor aos produtos de transporte de mercadorias, nomeadamente ao nível da monitorização e controlo das condições de armazenamento, desde a saída do fabricante, passando pela distribuição e comercialização, até à sua utilização pelo consumidor final. Condições essas, essenciais para a reconstituição do histórico de acondicionamento ao longo da cadeia de abastecimento, possibilitando a deteção de modos de falha e as respetivas ações de correção para que o produto seja devidamente preservado ao longo do seu ciclo de vida. Deste modo, este tipo de solução visa o reforço da garantia de qualidade por parte do fornecedor do produto, e a implementação de um mecanismo de salvaguarda para o cliente ou utilizador final, sob o ponto de vista da redução dos efeitos nocivos oriundos de um produto não-conforme.

Figura 2. Sistema RFID

[1] RFID na cadeia de abastecimento: vantagens | Artigos | Portugal Exporta. (s.d.). Portugal Exporta | Exportação e Expansão Internacional da sua Empresa. https://www.portugalexporta.pt/

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[2] Rao, K. V. S., Nikitin, P. V., & Lam, S. F. (2005). Antenna design for UHF RFID tags: A review and a practical application. In IEEE Transactions on Antennas and Propagation (Vol. 53, Issue 12, pp.3870–3876). https://doi.org/10.1109/TAP.2005.859919

AGRADECIMENTOS

O presente estudo foi realizado ao abrigo do Projeto “Agenda ILLIANCE” [C644919832-00000035 | Projeto nº 46], financiado pelo PRR - Programa de Recuperação e Resiliência, no âmbito do Next Generation EU da União Europeia.