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Mecánica Computacional Vol XXVIII, págs. 2101-2110 (artículo completo) Cristian García Bauza, Pablo Lotito, Lisandro Parente, Marcelo Vénere (Eds.) Tandil, Argentina, 3-6 Noviembre 2009

DISEÑO Y SIMULACIÓN DE UN MICROINDUCTOR PLANAR PARA UN SENSOR TELEMÉTRICO DE PRESIÓN INTRAOCULAR
María C. Péreza,b, Juan M. Retab, Fabio A. Guarnieria,b
a

Cimec, Intec (UNL-Conicet) PTLC, El pozo, 3000,Santa Fe, Argentina
b

Facultad de Ingeniería, UNER, 3101, Oro Verde, Argentina

Palabras Clave: Microinductor, microfabricación, sensores de presión intraocular.
Resumen. Motivación: Los microinductores permiten integrar la transmisión inalámbrica de energía en múltiples aplicaciones como sensores y actuadores en el campo biomédico. El uso de EF para el diseño de los microinductores permiteconsiderar las restricciones geométricas y materiales utilizados por las técnicas de micro fabricación. Métodos: Se utilizan modelos 3D numéricos en EF junto con modelos circuitales para el análisis y diseño de una bobina de sección cuadrada. El modelo circuital considera la bobina de cobre depositada sobre un sustrato de silicio cubierta con una película aislante de dióxido de silicio. Losparámetros del modelo son la inductancia, la resistencia del conductor, la capacitancia parásita, y la resistencia del aislante. En el modelo numérico, la geometría consiste en el inductor en forma de espiral rodeado de aire. Las ecuaciones del modelo en EF son las ecuaciones de continuidad y magnetostática donde σ es la conductividad eléctrica, μ es la permeabilidad magnética, A es el vector potencialmagnético, V el potencial eléctrico y Je el vector densidad de corriente generada externamente. Resultados: Se comparan los resultados obtenidos de inductancia a partir del modelo circuital con el numérico. Se realizan 3 diseños diferentes de microbobinas para optimizar el tamaño y la tecnología de micro fabricación.

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M.C. PEREZ, J.M. RETA, F.A. GUARNIERI

INTRODUCTION En los últimos años, el interés y el uso de implantes en el cuerpo humano se ha incrementado. Los implantes permanentes pueden ser utilizados para la monitorización continua de determinados parámetros médicos como los niveles de insulina, la presión intraocular o para accionamiento de nervios específicos (Puers et al.2000). Como los implantes se hacen cada vez más pequeños, la atención se centra en la miniaturización de la electrónica, los circuitos de transmisión y el suministro de energía. Es por esto que el uso de una batería no siempre es posible o conveniente a causa de su tamaño y limitaciones de vida útil. Una alternativa es la transmisión de energía a través de un acoplamiento inductivo entre dosbobinas, una bobina transmisora y una bobina receptora implantada en el cuerpo humano. La bobina receptora para este tipo de aplicación debe ser de un tamaño muy pequeño y una alta eficiencia en la transferencia de energía. El pequeño tamaño de la bobina receptora podría dar lugar a la necesidad de un campo magnético denso, con el fin de transferir una cantidad suficiente de energía. Sin embargo, comoel campo induce corrientes de Foucault en un material conductor, esto provoca calentamiento por resistencia o una activación de los nervios. Se ha informado de que este calentamiento puede causar daño a los tejidos humanos. Así que, en general, los campos magnéticos de alta intensidad no son deseables. Con el fin de ser capaces de transferir energía suficiente con una intensidad de campo magnéticoadecuada, el diseño de la bobina receptora debe ser optimizado (Neagu et al. 1997). En este artículo se comparan los parámetros eléctricos obtenidos a través de un modelo circuital y un modelo numérico en 3D en elementos finitos, de distintas configuraciones de microbobinas. Se evalúan los parámetros eléctricos como la autoinductancia, la resistencia del conductor, la capacidad parásita, y la...