Una forma de reducir la contaminación que genera el desecho de cubrebocas, es el desarrollo de baterías flexibles ecológicas que realiza el estudiante Ricardo Mendoza, el doctor Jorge Roberto Oliva Uc y su grupo de colaboradores en México y Estados Unidos. Ya tienen el prototipo que puede ser utilizado para alimentar celulares, controles de tv y equipos médicos portátiles para monitorear signos vitales, entre otros.
Esta pila, diseñada en el Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica (IPICYT), está en proceso de patente y como explica Jorge Oliva, doctor en Óptica y adscrito al Departamento de Materiales Avanzados del IPICYT, tiene como objetivo dar un segundo uso a los cubrebocas para que no terminen en los basureros de las ciudades océanos, bosques o en las calles.
“La batería podría ser de mucho interés de manera comercial, porque cada una tendría un precio de 12 pesos, mientras que las de marca están entre 20 y 30 pesos. Nuestras baterías tienen una duración de 8 horas y las convencionales de 2 a 3 días en uso continuo, por lo que trabajamos para tener este mismo rendimiento”, añade.
El proyecto se titula “Desarrollo de baterías ecológicas con el reciclaje de cubrebocas” y parte de la experiencia del doctor Jorge Oliva y colaboradores en el desarrollo de fuentes de energía alternas.
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El doctor Jorge Oliva cuenta que en el IPICYT “hemos trabajado con este tema de las baterías flexibles -adaptables a diversos aparatos- desde hace casi cuatro años. Hoy, las baterías no son flexibles, tienen forma cilíndrica como las AA o triple AAA y son líquidas, además de que no se pueden desechar al ambiente porque contienen materiales tóxicos y corrosivos”.
Por estas características, añade Jorge Oliva, lo que buscamos fue desarrollar fuentes de energía más eficientes y sobre todo más compactas y flexibles para que se puedan incorporar a diferentes dispositivos de la vida cotidiana como celulares, controles de tv, radios y equipos médicos portátiles para monitorear signos vitales, entre otros.
De esta manera, añade el investigador del IPICYT, la primera idea que se presentó fue la de desarrollar baterías más compactas y ligeras. Sin embargo, añade, dos años después cambió el tema y nos dimos cuenta que sí era importante realizarlas con materiales menos tóxicos para el medio ambiente. La contaminación con plásticos es un tema preocupante a nivel mundial y las cifras lo demuestran: sólo el 9 por ciento de todo el plástico que se produce en el mundo se recicla. Los países que más lo reutilizan son naciones europeas y EU. El resto termina en vertederos, en playas, océanos, bosques…
Esto es un problema mundial
No sólo es de cantidad, sino que esta basura plástica interactúa con el agua y se desprenden microplásticos que llegan a los mantos acuíferos que alimentan plantas o llegan a los océanos y la consumen los peces que, después, podría comer el humano.
Este panorama nos llevó a buscar qué plásticos podíamos reciclar y comenzamos con el pet de las botellas para hacer las baterías. Luego usamos tapas y ahora, que la pandemia de COVID-19 generó el uso de cubrebocas y generó grandes cantidades de desecho. Cada mes, según las estadísticas a nivel mundial, se consumen 129 mil millones de mascarillas por mes, hechas principalmente de propileno, polietileno o policarbonato.
Tomando en cuenta esto, buscamos el método para reciclar cubrebocas, y saber si eran viables para producir baterías. Así, realizamos los primeros prototipos: desinfectamos los cubrebocas, posteriormente los cortamos y les pusimos un material conductor eléctrico, como tinta de grafito. Con esto, ensamblamos la batería y la sorpresa fue que con el procedimiento que usamos obtuvimos voltajes de operación de 1 volt hasta 4 volts.
¿Porqué es importante este voltaje?
Sabemos que las baterías de litio de los celulares producen un voltaje de 3.7 volts, las pilas AA o AAA son de 1.5 volts, entonces perfectamente podemos reproducir estos voltajes en nuestras baterías e incluso la corriente necesaria. Las pilas convencionales generan de 1,000 a 1,500 miliamperes/hora de corriente, la cantidad requerida para alimentar un control de tv durante varios meses. Y nosotros la podemos reproducir en nuestras baterías.
Esto lo hace un producto que sería viable y atractivo comercialmente por su bajo costo y ya solicitamos la patente. Esta batería de cubrebocas, incluida mano de obra y material, cuesta 12 pesos; mientras que las convencionales de marca como AA o AAA cuestan de 20 a 30 pesos. Las marcas más baratas de 8 a 17 pesos. Con nuestro costo estamos dentro del rango de precios para ser competitivos.
¿Cuánto tiempo duran las pilas hechas con cubrebocas?
Este trabajo lo comenzamos hace siete meses, ya sacamos la publicación científica de los resultados que nos permiten decir que una de estas baterías dura al menos 8 horas en funcionamiento, pero aún le falta para que sea competitiva con las de marca, que duran 24 horas de uso continuo. Por eso tenemos que optimizar nuestras baterías para alargar su vida.
¿Cuál es su tamaño?
La ventaja de estas baterías es que son flexibles y de peso leve que son 80 veces más livianas que las convencionales AA o AAA: sus medidas son un centímetro de alto, de 2 a 3 cm de largo, y su grosor es de un milímetro. Al tener grosor de un milímetro, lo podemos usar como correa para reloj para que sea su fuente de energía.
Pero su uso principal es para alimentar un celular, control remoto tv, encender luces led… Sin embargo, al ser más pequeñas que las convencionales, no se ajustan a las cajas de los equipos donde están las conexiones y requieren un adaptador, el cual también estamos diseñando.
Otras baterías biodegradables.
Jorge Oliva explica que en el IPICYT se desarrolla desde hace tiempo baterías que sean biodegradables. Actualmente existe una transición entre las empresas que se dedican a fabricar pilas a nivel mundial para coches eléctricos y ya están escalando sus plantas de producción para pasar de los autos de combustión interna a los eléctricos. La medida es para reducir la contaminación de aire y el agotamiento de los recursos petroleros.
Pero también, añade, porque se espera que la demanda de estas baterías se incremente a millones de vehículos eléctricos dentro de cinco años, pero se va a tener otro círculo contaminante: se van a generar baterías cada vez más eficientes, pero hay que tomar en cuenta la sustentabilidad, porque estas pilas se van a desechar y será un problema su lugar de desecho final. “Cada una de estas baterías pesan de entre 15 a 40 kilos por tener placas de plomo, recubiertas de plástico y, por tanto, contaminantes”.
Por tanto, explica, estamos desarrollando batería que sean biodegradables en al menos 90 por ciento de su peso total, y así, se puedan desechar en los basureros tradicionales sin producir contaminación.
Tomando en cuenta lo anterior el grupo del Dr. Jorge Oliva, el estudiante de doctorado Ricardo Mendoza y sus colaboradores han desarrollado una batería con residuos de aguacate. De este fruto se producen en nuestro país 2.4 millones de toneladas anualmente, le sigue República Dominicana con 387 mil toneladas. Y este oro verde, ahora le podemos dar valor agregado al desperdicio -la cáscara y la semilla de aguacate representan el 30 por ciento de su peso total- los cuales procesamos con un método de bajo costo y esto a su vez, permite usarlos para encapsular las baterías. Estas pilas hechas con residuos de aguacate aún no son tan eficientes, porque el voltaje que podemos producir está en el rango de .5 a 1.4 volts, falta poco para llegar al 1.5 volts y sean competitivas.
Grupo de trabajo y participantes en los proyectos de baterías.
Ricardo Mendoza, estudiante de doctorado.
Luis Garcés, estudiante de maestría
Vicente Rodríguez, profesor
Armando Encinas, doctor
Anvar Zakhidov, de la Universidad de Texas
Doctor Arturo Martínez y Doctora K.P Padmasree, del Cinvestav Saltillo.
Doctor Andrés Oliva, del Cinvestav Mérida.
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