Crean etiquetas de grafeno para evitar falsificaciones en el vino

Investigadores de la Universitat Rovira i Virgili (URV) han diseñado un método basado en etiquetas RFID de grafeno para evitar falsificaciones en productos enológicos mediante identificación por radiofrecuencia, que puede ser implementado en diversos sectores.

La falsificación de productos es un problema creciente a escala global, acentuado por el auge del comercio electrónico, que abre vías para que los artículos falsificados entren fácilmente en el mercado. Los productos de alta gama son especialmente susceptibles a sufrir las consecuencias de esta práctica, que no sólo engaña a los consumidores sino que también perjudica la reputación de los productores auténticos. Aunque existen diversas técnicas para certificar la autenticidad de un determinado bien, como hologramas, códigos QR o etiquetas RFID —acrónimo en inglés de identificación por radiofrecuencia—, también hay métodos para falsificarlas.

Etiqueta inclonable impresa en el tapón de corcho.

Un equipo de investigación de la Universidad Rovira i Virgili propone una fórmula para combatir esta amenaza, centrándose en el potencial de la tecnología de identificación por radiofrecuencia. El RFID convencional funciona gracias a un circuito integrado que refleja una señal, emitida por una fuente de ondas de radio, que un receptor identifica a posteriori. Se trata de sistemas muy comunes que podemos encontrar, por ejemplo, en centros comerciales, en algunas cajas automáticas de grandes superficies y a la salida de los supermercados, colocados con la intención de evitar robos. Pero, ¿cómo hace el receptor para diferenciar un producto de otro? La morfología del circuito integrado, que refleja la señal de radio, también la modula de una forma única que identifica el ítem inequívocamente.

Sin embargo, el sistema tiene vulnerabilidades: una vez se sabe de qué manera el circuito integrado modula las ondas de radio, se puede reproducir un clon que se comporte de la misma manera. La solución que proponen los investigadores del Departamento de Ingeniería Eléctrica, Electrónica y Automática de la URV mejora tecnología: en lugar de utilizar un circuito integrado, apuestan por una superficie inclonable de grafeno. Aunque se trata de un procedimiento compatible con varias superficies y aplicable a diversos sectores —como el farmacéutico, el alimentario o el de la moda—, han desarrollado un primer prototipo que identifica botellas de vino.

Toni Lázaro, investigador del grupo NEPHOS del departamento de Ingeniería Electrónica, Eléctrica y Automática (DEEEA) de la URV, describe esta firma única como "una huella digital de radiofrecuencia, extremadamente difícil de reproducir". Esta superficie de grafeno —un material que ordena los átomos de carbono de una forma muy particular— modula las ondas de radio como lo haría un circuito integrado, pero imposibilita su falsificación y se imprime directamente sobre los tapones. El corcho, pues, un material natural preferido durante siglos por su elasticidad e impermeabilidad se convierte, ahora, en el soporte perfecto para esta tecnología innovadora.

El método para aplicar etiquetas RFID sobre el corcho consta de dos procedimientos. En el primero, los investigadores aplican un haz láser directamente sobre la superficie del material para grabar un dibujo o un logotipo. El láser, calibrado de forma precisa, convierte los átomos de carbono del corcho en grafeno, material con una conductividad eléctrica mucho más alta que el carbón o el grafito. Controlando parámetros como la velocidad de impresión y la potencia del láser, los investigadores pueden determinar la conductividad del grafeno y de qué manera modula las ondas de radio al reflejarlas, confiriéndole su firma única.

Pero, por si no bastara, el equipo investigador aumenta la seguridad de las etiquetas con un segundo procedimiento: una electrodeposición de níquel. Aunque el grafeno es conductor por sí mismo, este proceso de galvanizado deposita una finísima capa de níquel sobre la impresión del láser. Este paso añade un parámetro adicional de variabilidad: el tiempo de electrodeposición, que determina el grosor de la capa de níquel y, por tanto, la conductividad final de la etiqueta. Finalmente, a las particularidades de la capa de grafeno y la electrodeposición de Níquel, se suman las imperfecciones del sustrato de corcho para crear una firma electromagnética única.

Los investigadores del grupo NEPHOS también han diseñado un sistema específico para leer y verificar la autenticidad de las etiquetas. Se trata de un prototipo que sujeta la botella y la hace girar mientras aplica ondas de radio en el tapón y lee como la etiqueta las modula. Un receptor mide la respuesta de radiofrecuencia reflejada, la cual varía en función del ángulo de rotación de la botella.

Esta firma se guarda en una base de datos gestionada por los fabricantes u organismos reguladores. Cuando una botella es escaneada, su firma se compara con las registradas en la base de datos. Si no coincide o no está registrada, la botella puede ser identificada como falsa. Los estudios de fiabilidad han demostrado un porcentaje de éxito muy alto en la diferenciación de las etiquetas, confirmando que la firma producida es prácticamente única para cada tapón.

Aunque el artículo propone un caso práctico —aún en estado de desarrollo— para verificar la autenticidad de productos enológicos —ya sean lotes enteros o botellas singulares—, esta tecnología se puede aplicar a diversos sectores. Además, los autores explican que es posible reproducir etiquetas RFID de grafeno sobre poliamida, un tipo de plástico muy popular, e incluso sobre tejidos. Esto abre la puerta a proteger una gran variedad de productos: desde fármacos —un sector en el que las falsificaciones implican riesgos para la salud de las personas— hasta productos textiles, pasando por cualquier bien que pueda envasarse en plástico. Las posibilidades son casi infinitas. En un contexto de consumo cada vez más globalizado y digitalizado, donde el control sobre el origen y la trazabilidad de los productos es de especial relevancia, la solución que proponen los investigadores de la URV no pasará inadvertida.