Dos inventores crean unas pilas de papel capaces de revolucionar la electrónica

Seguro que alguna vez ha tenido que cambiar de móvil porque falla la batería. Sólo la batería, por lo demás está perfecto. Quizá ese sea el desfase entre la vida útil de un dispositivo y la de uno de sus elementos que veamos más a menudo, pero también se da a la inversa. Por ejemplo, los test de embarazo digitales tienen una pila de botón que se usa una vez. Se tira casi sin estrenar. Este caso concreto es el que llevó a Neus Sabaté y Juan Pablo Esquivel, doctores en Física y Nanotecnología respectivamente, a desarrollar pilas hechas de papel que, además de ajustarse mejor a su uso efectivo, son más sostenibles. Su 'startup', Fuelium, es una de las 25 que protagonizarán la décima edición de B-Venture.

Ojo, porque no se trata de que el papel sustituya al acero como mero 'envoltorio', como carcasa protectora del litio y los electrolitos. Es este caso, es uno de los elementos que ayuda a la reacción que transforma la energía química almacenada en energía eléctrica. Lo hace junto a pequeñas cantidades –ajustadas a las necesidades de uso de cada pila–de metales no tóxicos que con alguna patente en trámite conviene no desvelar.

«Llevamos años trabajando en el ecodiseño de fuentes de energía portátiles y queríamos acercar ese conocimiento a los fabricantes de dispositivos de diagnóstico desechables, que con el covid empezaron a dotar de más tecnología algunos de los test pero siempre con ese desfase entre las necesidades energéticas y las baterías que utilizadas. Sin embargo, pasada la epidemia, su desarrollo se ha estancado y hemos optado por cambiar la estrategia; nuestra intención es incorporar la pila a dispositivos que ya estén en el mercado. En vez de ofrecérsela a alguien que aún esté en el proceso de diseño o desarrollo de un producto, nos vamos a dirigir a fabricantes que ya tienen el producto en el mercado y les vamos a dar la posibilidad de cambiar sólo la fuente de energía, sólo la pila. Nos adaptamos al formato, materiales, proceso de fabricación y uso. Sólo marcamos la diferencia en el fin de la vida útil de la pila, que ahora estará a la par de la del dispositivo», explica Esquivel que, además de cofundador de Fuelium, es investigador de la Fundación Vasca para la Ciencia (Ikerbasque) en el Centro Vasco de Materiales, Aplicaciones y Nanoestructuras, BCMaterials.

Es ahí cuando pensaron en los test de embarazo digitales, que, al fin de cuentas, no dejan de ser justo lo que estaban buscando desde el principio; un dispositivo portátil de diagnóstico. «Para nuestro objetivo eran ideales porque tienen detrás una electrónica que funciona con una pila de botón de litio que se va a utilizar exclusivamente durante unos minutos. Además, desechar una fuente de energía que valdría para otro dispositivo ya no sólo es un desperdicio; también es un riesgo porque, por lo general, se va a tirar de forma descontrolada, sin separar del resto del test», subraya.

Dado que este tipo de test funciona con unas tiras de flujo lateral –es donde aparecen las rayitas, aunque en los digitales no se vean– que están hechas de papel, pensaron que también éste podía ser el material principal de sus pilas desechables. «De este modo, no sólo se pueden reciclar con papel y cartón sin entorpecer esos procesos, además son compostables e incluso se podrían incinerar, como si no llevara ni batería ni pila, que es lo que se hace en los entornos hospitalarios con los dispositivos de un solo uso que pueden tener restos biológicos cuando no hay riesgo de explosión ni de emisión de gases tóxicos», señala.

De modo que empezaron a analizar qué sobraba, qué elementos habituales en una pila no eran necesarios si ésta se iba a emplear durante tan poco tiempo. Después, buscaron cómo sustituir los que sí eran imprescindibles por otros no tóxicos y que además fueran fáciles de conseguir, que se encuentren abundantemente en la naturaleza o se puedan sintetizar fácilmente. «Podemos adaptar la forma, el tamaño y el peso de la pila a las necesidades de cada tipo de test, poniendo siempre la cantidad justa de material para el uso que se le va a dar. Los test de embazo sólo lo necesitan para encender la pantalla unos pocos minutos pero, en cambio, los de diagnóstico molecular isotérmico en los que habíamos pensado en un principio -que sustituirán las PCR convencionales y se emplean para más enfermedades infecciosas o respiratorias que el covid– necesitan calentar la muestra biológica durante 30 o 40 minutos a una temperatura constante, y eso ya requiere más energía», explica.

Otra ventaja de estas pilas es que están 'dormidas' hasta el momento en que se usan. Es decir, podemos prescindir también del plástico que las protege hasta que se usa el dispositivo. «Sólo se activan cuando añadimos una muestra acuosa, que puede ser la misma muestra biológica que se quiere analizar, ya sea sangre, saliva, sudor u orina. Esto permite que no se autodescargue y se pueda almacenar largos períodos de tiempo», añade.

Quedaba por decidir el formato, así que, siguiendo nuevamente el ejemplo de las bandas reactivas de los test, optaron por fabricarlas en tiras, que se pueden vender ya divididas o en rollo por si necesita una longitud poco estándar. «Otro plus es que queremos facilitar se fabrique la pila al mismo tiempo y en el mismo lugar que el resto del test, por eso habrá a quien le vendamos directamente la pila y a quien, por lo contrario, le licitemos para usar la tecnología», explica antes de adelantar el siguiente paso de Fuelium; fabricar pilas de mayor tamaño que podamos guardar y emplear para cargar un móvil o una linterna en caso de emergencia.

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