Actualmente existe una contaminación grave por microplásticos en todo el mundo porque estos ya se encuentran en el suelo, aguas subterráneas y océanos. Cuando desechamos utensilios de plástico como tenedores, cucharas, botellas de refresco, botellas de detergentes, envases de yogurt, etc., estos acaban en los basureros municipales. Posteriormente, estos plásticos desechados son expuestos a la luz solar y, con el tiempo, los plásticos son degradados y se forman microplásticos. Con las lluvias, los microplásticos son arrastrados hacia el subsuelo, y de esta manera contaminan las aguas subterráneas.
Por otro lado, existe el problema actual de contaminación por baterías AA y AAA. Las usamos diariamente en objetos cotidianos como juguetes, controles de TV, etc. Sin embargo, estas baterías no se pueden desechar fácilmente, porque contienen sustancias tóxicas y corrosivas (ácidos, cadmio, electrolitos a base de litio), las cuales dañan al ambiente. Estas baterías necesitan desecharse en contenedores especiales y no se pueden reciclar. Por lo tanto, es necesario una nueva generación de baterías que no sean tóxicas para el ambiente y que se puedan desechar con mayor facilidad.
Tomando en cuenta el doble problema de contaminación del ambiente por microplásticos y por las baterías convencionales, en CFATA-UNAM estamos trabajando en las nuevas generaciones de baterías hechas con plásticos reciclados. Los plásticos que se reciclan pueden provenir de sobres plásticos, envases, o de otros objetos, como arillos de cerveza.
De esta manera, se da un segundo uso a los plásticos de desecho, se alarga su tiempo de vida y se evita que contaminen de manera inmediata el ambiente. En la Figura 1 (lado izquierdo) se muestran unas baterías en forma de dona diseñadas por el Dr. Mario Pérez, quien realiza estancia posdoctoral en CFATA-UNAM. La ventaja del diseño de batería en forma dona es que se puede adaptar a objetos curvos como correas, brazaletes, etc., para proveer energía a un objeto pequeño (sensor corporal o smartwatch). Por otro lado, se muestra del lado derecho en la Figura 1 una batería cuadrada hecha con electrolitos de agua de mar. Las baterías convencionales AA o AAA emplean electrolitos hechos a base de ácidos o litio para generar la carga eléctrica, pero son muy contaminantes. En nuestro caso, usamos agua de mar natural, que es abundante y contiene iones de sodio, los cuales se pueden utilizar para generar carga. Al utilizar agua de mar, se facilita el desechar y el reciclar las partes de las baterías, ya que estas no contienen en su interior elementos tóxicos que contaminen de manera inmediata al ambiente. Es importante mencionar que las baterías que se han desarrollado en el grupo de investigación de CFATA son flexibles y compactas (tienen grosor de medio milímetro).
Estas últimas dos propiedades permiten que las baterías puedan adaptarse a ropa, a objetos como gorras, tenis, etc. Esto a su vez permitiría también acoplar sensores de temperatura o de gases tóxicos compactos a ropa, zapatos, etc., ya que estos sensores necesitan energía para poder funcionar y una alternativa para proveerla sería la batería flexible. Para garantizar el uso de las baterías flexibles en ropa, hemos hecho pruebas de lavado a ellas usando lavadoras convencionales y la capacidad de almacenar carga se reduce máximo en 8 %. Además, una ventaja de estas baterías flexibles es que se pueden cargar y descargar al menos mil veces, lo cual supera por mucho los 100 ciclos normales de carga-descarga que soportan las baterías AA o AAA convencionales antes de desecharse. En general, en el grupo de investigación de electrónica flexible de CFATA trabajamos en nuevas generaciones de baterías que sean biodegradables, de bajo costo y que no sean tóxicas para el ambiente; estas incluso serían tan eficientes como las baterías de litio convencionales.
El doctor Jorge Roberto Oliva Uc es investigador en electrónica flexible del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada, en la UNAM Campus Juriquilla
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