Soluciones de policarbonato en las credenciales


Por: Stéphane Ayala, Documentos electrónicos para comercialización de productos de HID Global y Hermann Hecker, Gerente, Ingeniería en documentos electrónicos de HID Global

Durante los últimos quince años, ha habido una rápida adopción de tecnología de tarjetas inteligentes con contacto, sin contacto y de interfaz dual en los programas avanzados de tarjetas de identidad nacional y pasaportes electrónicos.

Los elevados problemas en seguridad, el alto tráfico en los cruces fronterizos y la creciente necesidad de brindar servicios gubernamentales simplificados son tan solo algunos de los factores que influencian este cambio. Actualmente, es más probable que los gobiernos y las organizaciones nacionales aprovechen los programas de identificación como una oportunidad para aumentar la eficacia y para proteger y asegurar la identidad del titular. Esto ha dado lugar a que los proyectos demanden poderosas credenciales identificatorias multipropósito que funcionen en numerosos niveles, manteniendo los más altos niveles de seguridad y abordando, a su vez, objetivos adicionales como el ingreso a instalaciones seguras, un cruce fronterizo más rápido o el acceso a servicios de salud y sociales.

Como resultado, las agencias de gobierno en todo el mundo están recomendando aplicaciones con habilitación de tarjetas inteligentes y documentos basados en un chip de circuito integrado (IC, por sus siglas en inglés) con mayor frecuencia para alcanzar estas metas. La demanda de tecnología de tarjetas inteligentes basadas en un chip y los avances en la ciencia de los materiales han impulsado un progreso sustancial en la construcción de tarjetas, lo cual dio lugar a soluciones más sofisticadas que satisfagan mejor los complejos requisitos en seguridad, confiabilidad y eficacia del programa, y la creciente funcionalidad múltiple ofrecida en una sola credencial.

Si bien el concepto de una tarjeta multifuncional es simple, la realidad es difícil de lograr. Se debe emplear una pericia considerable en diseño, técnica y fabricación para asegurar que el resultado final se ajuste a las normas internacionales en cuanto a tamaño, seguridad, funcionalidad y durabilidad. No obstante, tales tarjetas son –en última instancia- una opción más rentable y eficaz que múltiples credenciales de un solo propósito, y permiten que los especificadores del programa garanticen uniformemente un alto estándar de seguridad en las funciones designadas.

Un factor clave en el cumplimiento de estos objetivos es la durabilidad de la identificación (ID). Los documentos de identificación modernos deben soportar muchos tipos de estrés, que incluyen desde intentos de alteración física hasta años de manipulación desconsiderada en diversos entornos y condiciones climáticas. El policarbonato, debido a sus propiedades únicas, ha ganado la confianza de los gobiernos como el material de elección por su durabilidad y resistencia a la manipulación. Las tarjetas construidas con policarbonato son, además, más sólidas que las de Cloruro de polivinilo (PVC). Las características clave incluyen la robustez, flexibilidad y solidez extremas del policarbonato, así como sus capacidades como plataforma para operar las funciones ópticas de alta calidad de la impresión de alta seguridad.

El uso de este material, junto con la incorporación de múltiples tecnologías a bordo y funciones de seguridad en una sola plataforma de identificación de múltiples capas, requiere una pericia considerable en la laminación de estructuras complejas y la aplicación apropiada de diversos materiales. La industria ahora ha descubierto que la incorporación de tecnologías a bordo, tales como RFID o chips con o sin contacto, podría crear un estrés inesperado en las estructuras de policarbonato. Por lo tanto, se necesitan nuevas tecnologías innovadoras, como por ejemplo la prevención contra grietas, para proteger la integridad estructural de la credencial, acatando –a su vez- los estándares internacionales.

Este documento examinará la función de prevención de grietas única de HID Global, la cual protege tanto al policarbonato como al módulo de IC. Esta solución optimiza la confiabilidad de las tarjetas inteligentes permitiendo a los fabricantes mantener las ventajas originales del policarbonato, que ahora está amenazado por la introducción de un chip de IC, y prolongar la vida útil de la credencial. La innovación de HID Global actualmente se usa en más de 10 millones de tarjetas para un programa europeo de identificación electrónica nacional, el más implementado en cualquier programa avanzado de tarjetas de identificación en el mundo.

Policarbonato: detrás de su éxito

Integridad del documento, resistencia al fraude y compatibilidad de funciones

No es fortuito que el policarbonato se haya convertido en el material más apropiado para los documentos de identificación seguros en la actualidad. Cuando se usa en su forma pura y no se mezcla con otros plásticos, las diferentes capas de policarbonato que componen un documento de identidad se fusionan para formar un solo cuerpo de la tarjeta sólido y de monobloque. Estas características preservan la integridad del documento, impidiendo que se desarme y confiriéndole alta resistencia al fraude.

El policarbonato además cumple con la mayoría de las características de seguridad disponibles en el mercado, tales como la impresión offset de seguridad, tintas ópticamente variables o fluorescentes y hologramas. Esto lo convierte en la pareja comercial perfecta para los requisitos de las tecnologías de seguridad más populares de la actualidad.

Las principales ventajas del policarbonato incluyen:

  • Resistencia a la temperatura: Puede resistir altas temperaturas (más de 180°), lo cual permite usarlo en tiempos y condiciones climáticas extremos.
  • Estructura a prueba de manipulación: Cuando una tarjeta está hecha 100% de policarbonato, su característica de monobloque imposibilita la separación de las diferentes capas sin destruir la tarjeta en sí.
  • Personalización irreversible: El grabado láser es uno de los métodos más populares de personalización de los documentos de identificación; el policarbonato es un material altamente apropiado para este proceso irreversible.
  • Plataforma óptima para características de seguridad: Debido a la calidad óptica del policarbonato, es compatible con las principales características de seguridad disponibles en el mercado.
  • Duradero: El policarbonato es altamente duradero y flexible.
  • Impacto neutro en el medio amiente: El impacto en el medio ambiente es menos dramático que el del PVC. La combustión del policarbonato produce dióxido de carbono y agua, y no se generan gases tóxicos.

La combinación de estas propiedades únicas ha transformado al policarbonato en el material escogido para los programas de identificación a gran escala en el sector de identificación de gobierno, incluidos los programas de identificación nacionales, pasaportes electrónicos y licencias de conducir.

Optimización de la vida útil de las tarjetas inteligentes de última generación

Una suposición central sobre el policarbonato es que después de la laminación de la tarjeta, esta se convierte en un trozo monolítico de policarbonato. Sin embargo, en los documentos RFID sin contacto, esta suposición no ocurre. La tarjeta contiene sistemas electrónicos que están rodeados por y derretidos en el plástico. Se sabe que las inclusiones –por ejemplo, materiales extraños como los chips de IC- en plásticos causan estrés, ya que crean áreas de debilidad material que suelen ser puntos de inicio para la descomposición del material.

En otras áreas de la industria del plástico, dichas inclusiones se evitan en la medida de lo posible. Cualquier cavidad o inclusión que sea indispensable se redondea en las esquinas o se desplaza a un área del plástico donde se pueda esperar que cause el menor estrés, o bien se toman otras medidas. Tales prácticas no se usan en la producción de las tarjetas de policarbonato estándar.

Como consecuencia, el policarbonato comienza a agrietarse alrededor del módulo de IC, ya que envejece con el tiempo y, también, como resultado de una diferencia significativa en los coeficientes termomecánicos entre el módulo de IC y el policarbonato.

De hecho, las tarjetas de policarbonato están bajo un alto estrés desde el principio. Después de la laminación, el policarbonato se encuentra bajo una extrema tensión alrededor del módulo de IC, y cualquier estrés térmico o mecánico puede ejercer un impacto destructivo en las tarjetas. Por lo tanto, cuando las tarjetas están sujetas a estrés mecánico como el desgaste cotidiano, se libera tensión en forma de pequeñas micro grietas en el policarbonato que rodea al módulo de IC (el cual consta principalmente de un marco metálico y una tapa de resina o cubierta que protegen al chip).

Las micro grietas suelen ser invisibles a la inspección óptica, y continuarán progresando sin ser detectadas dentro de las tarjetas, migrando desde el área del módulo hasta la superficie de la tarjeta. Este proceso desestabiliza la tarjeta con el tiempo y contribuye a su envejecimiento prematuro. Las grietas también se pueden acelerar a causa de un estrés mecánico como las dobladuras y torceduras que ocurren naturalmente durante la vida útil de la tarjeta.

Función de prevención de grietas de HID Global: una solución tipo “bolsa de aire”

HID Global ha alcanzado un nivel excepcional en pericia inclusiva de la tecnología en la arena de las credenciales identificatorias seguras, basada en años de innovación y desarrollo para agencias que dependen de los más altos niveles de seguridad, calidad, durabilidad y confiabilidad. La pericia de la compañía en laminación de estructuras complejas y en aplicación de diversos materiales para proteger la integridad estructural de la credencial, mientras cumple con las normas internacionales, ha producido numerosas innovaciones en la industria.

HID Global ha estado trabajando para abordar la causa y prevención de las micro grietas a fin de restablecer la promesa plena de las tarjetas de policarbonato, incluidas su extraordinaria confiabilidad y la vida útil deseada de hasta 10 años. Durante el transcurso de casi tres años, R&D de HID Global trabajó para desarrollar y patentar una nueva “Función de prevención de grietas” (CPF, por sus siglas en inglés) que impide el desarrollo y la aparición de micro grietas.

Los expertos en materiales y fabricación de HID Global se centraron inicialmente en determinar dónde se originan las grietas (una tarea desafiante, ya que el material opaco de la tarjeta y la construcción en capas alrededor de los chips RFID ocultan la existencia de grietas potenciales) y además tuvieron que comprender cómo y por qué se propagaban. HID obtuvo el beneficio de contar con un equipo de R&D capacitado, con antecedentes en el campo del embalaje de componentes microelectrónicos.

La proximidad a los laboratorios de pruebas, incluidos los que simulan el envejecimiento, de un fabricante semiconductor local para aplicaciones automotrices también demostró ser beneficial, ya que la durabilidad en un entorno hostil es una característica clave en toda aplicación automotriz.

La solución de HID, lograda después de vastas experimentaciones y pruebas, involucra la creación de un colchón alrededor del chip. Si bien abordó el problema de las grietas, que requería la adición de una capa más de material dentro de la tarjeta, el resultado presentó nuevos desafíos. Se requirió mayor experimentación para producir una credencial que pudiera incorporar la CPF, y a la vez cumplir con las estrictas normas internacionales que limitan el tamaño y el grosor de las tarjetas identificatorias electrónicas de lectura automática. En el proceso de desarrollo, se consumieron casi 100kg de material ceFLEXÔ. Se trata de una cantidad significativa, dado que una tarjeta pesa solo cinco gramos.

Las primeras credenciales en contener la función de CPF se implementaron inicialmente en 2008 en un importante programa europeo de tarjetas de identificación electrónica. Originalmente desarrollado para tarjetas identificatorias de policarbonato que contienen chips RFID, el proceso de prevención de grietas se ha adaptado más recientemente para satisfacer los requisitos especiales de los pasaportes electrónicos. Luego de la implementación exitosa de las tarjetas identificatorias de policarbonato en todo el mundo, el policarbonato ya se está usando cada vez más para páginas de datos de pasaportes, y HID Global ha adaptado la prevención de grietas para este propósito también.

¿Cómo funciona la CPF?

La función de prevención de grietas es parte de la incrustación RFID de la tarjeta, la cual sirve a toda la industria ya que acerca las ventajas de la prevención de grietas a todos los fabricantes de tarjetas de policarbonato.

La tecnología anti grietas protege al policarbonato y al módulo de IC, dado que se implementa de manera efectiva como una bolsa de aire. En un paso cercano al final del proceso de fabricación de la tarjeta, justo antes de la laminación, se construye la “bolsa de aire” de la CPF dentro de los papeles. La CPF desarrolla su función sólo en conexión con el proceso de laminación apropiado. El perfil de temperatura uniforme y vacío necesarios son provistos por los sistemas profesionales de laminación a gran escala de HID.

En resumen, el proceso de CPF patentado separa al módulo de IC del policarbonato usando el material ceFLEX de HID Global a fin de impedir el contacto entre las dos áreas durante el proceso de laminación. No se puede acumular estrés ni tensión, ya que la tensión es absorbida por el material ceFLEX, lo cual asegura y protege tanto al módulo como al policarbonato. Una vez que la tarjeta y el chip han pasado por el proceso de laminación sin que se cree ningún estrés, el ceFLEX se transforma en un porte altamente unido pero flexible para el chip dentro de la tarjeta. Esto ofrece una conexión firme al cuerpo de la tarjeta y una total falta de tensión perjudicial dentro de la tarjeta durante su vida útil.

La forma del módulo del chip es un parámetro importante en el proceso de fabricación de la CPF. HID analiza cada nuevo módulo que ingresa al mercado y adapta la CPF al módulo con su propia solución.

Un estudio químico reciente sobre la aparición o prevención de grietas a cargo de Smithers PIRA del Reino Unido demostró el envejecimiento prematuro de las tarjetas de policarbonato (informe publicado el 16 de mayo de 2012. Ref.: 12-115268). PIRA probó dos grupos de tarjetas de policarbonato, uno con CPF de HID y uno sin, y sumergió las tarjetas de policarbonato en una solución con 5% de hidróxido de sodio durante una hora. La solución se usó para acelerar el envejecimiento de la tarjeta de policarbonato y amplificar el desarrollo de las grietas si ya había mini grietas presentes. Si no había micro grietas, no cambiaba nada.

PIRA informó que todas las tarjetas de policarbonato estándar mostraron grietas, desde micro grietas leves hasta algunas muy graves. En contraste, la población de tarjetas con la Función de prevención de grietas (CPF) de HID no mostró ninguna evidencia de grietas que normalmente resultaría evidente después de años de envejecimiento.

El proceso no usa agentes de liberación. Dichas soluciones se pueden encontrar en el mercado y pueden causar problemas graves cuando la cera o el aceite migran hacia el interior de un modo descontrolado. HID Global nunca usa estas sustancias y las ha prohibido en sus fábricas de incrustación. Esto asegura la estabilidad y alta calidad del producto entregado a los fabricantes de tarjetas.

Los gobiernos de todo el mundo están creando programas de identificación electrónica con cada vez más capas, seguridad y eficacia, a fin de mejorar la prueba de identidad, el acceso a los servicios de gobierno electrónico, y para mejorar las actividades críticas como el cruce fronterizo seguro y eficaz. Para alcanzar estas metas, las organizaciones están optando por implementar una nueva generación de credenciales seguras que contengan chips de IC, a menudo en combinación con otras tecnologías.

Como resultado, la durabilidad de las credenciales identificatorias en el centro de estos ecosistemas se ha vuelto un importante foco de la industria. Una credencial de alta durabilidad y confiabilidad con una vida útil prolongada mejora el retorno sobre la inversión de un gobierno, ya que muy pocas tarjetas deben ser reemplazadas o emitidas nuevamente. Las credenciales duraderas sirven mejor a los titulares de las tarjetas, a las agencias de gobierno y a los pagadores de impuestos por igual. En el caso de los proveedores, la disponibilidad de tecnologías de tarjetas que funcionan consistentemente –sin importar las condiciones climáticas- mejora la estructura de costos y eficacias en general de la industria.

El policarbonato ha probado ser un material viable para la producción de muchas de las más importantes tarjetas identificatorias emitidas en la actualidad. A medida que más gobiernos optan por tarjetas inteligentes que contienen chips de IC para múltiples aplicaciones, la solución de CPF de HID Global ya está ayudando a prolongar la vida útil y la durabilidad de muchos tipos de tarjetas basadas en policarbonato, según lo prueba su uso en más de 10 millones de tarjetas en un programa europeo de ID electrónica nacional.

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