Cada vez hay m\u00e1s sensores en el campo, en parques urbanos y en humedales. Miden humedad, avisan de inundaciones o ayudan a entender c\u00f3mo respira un ecosistema, pero casi siempre dependen de pilas que se agotan, se cambian y, tarde o temprano, acaban como residuo electr\u00f3nico.<\/p>\n\n\n\n
Un equipo liderado por la Universidad Northwestern ha desarrollado una celda de combustible microbiana que genera electricidad<\/a> aprovechando bacterias que ya viven en la tierra. Su prototipo, del tama\u00f1o aproximado de un libro de bolsillo, logr\u00f3 alimentar sensores enterrados sin bater\u00eda y sin mantenimiento frecuente, incluso pasando de suelos secos a terrenos completamente inundados. \u00bfLa clave? Un dise\u00f1o sencillo que deja respirar al sistema cuando el terreno cambia.<\/p>\n\n\n\n La tecnolog\u00eda se apoya en las pilas de combustible microbianas, una idea conocida desde hace m\u00e1s de un siglo, pero dif\u00edcil de llevar al mundo real fuera del laboratorio. El principio es bastante directo, cuando ciertos microbios descomponen materia org\u00e1nica en el suelo liberan electrones y esos electrones se pueden capturar con un electrodo para generar una corriente.<\/p>\n\n\n\n Aqu\u00ed viene el matiz importante, la electricidad que se obtiene es baja y est\u00e1 pensada para dispositivos de consumo m\u00ednimo, no para cargar un m\u00f3vil. Aun as\u00ed, para sensores<\/a> que solo necesitan \u201cdespertar\u201d de vez en cuando y enviar un dato, puede ser suficiente. No es poca cosa.<\/p>\n\n\n\n Durante a\u00f1os, el gran freno de estas pilas ha sido mantener a los microbios activos en condiciones cambiantes. Bajo tierra, el sistema necesita humedad para que la biolog\u00eda funcione, pero tambi\u00e9n ox\u00edgeno para cerrar la reacci\u00f3n en el otro electrodo. Si el suelo se seca demasiado o se encharca, la producci\u00f3n cae y el dispositivo deja de ser fiable.<\/p>\n\n\n\n Esto se nota en la vida real. En entornos \u201csucios\u201d, como un cultivo o una zona h\u00fameda, los paneles solares pueden cubrirse de tierra y dejan de rendir, adem\u00e1s de que por la noche no hay luz que cosechar. Y nadie quiere recorrer una finca entera solo para cambiar bater\u00edas cada poco tiempo.<\/p>\n\n\n\n La innovaci\u00f3n m\u00e1s llamativa est\u00e1 en la forma. En vez de colocar \u00e1nodo y c\u00e1todo paralelos, las dos piezas conductoras que hacen de polos, el equipo apost\u00f3 por una configuraci\u00f3n perpendicular. El \u00e1nodo, de fieltro de carbono, queda horizontal y enterrado en la zona m\u00e1s h\u00fameda, donde la actividad microbiana es mayor, mientras el c\u00e1todo, de metal conductor inerte, se coloca en vertical y llega hasta la superficie para captar ox\u00edgeno.<\/p>\n\n\n\n El dispositivo se remata con una tapa impresa en 3D que evita que caiga suciedad y, al mismo tiempo, permite la entrada de aire. Adem\u00e1s, parte del c\u00e1todo se protege con un recubrimiento impermeable para que \u201cpueda respirar\u201d incluso durante una inundaci\u00f3n, y el formato vertical ayuda a que se seque poco a poco cuando el agua baja. No es magia, es ingenier\u00eda pensada para el barro de verdad.<\/p>\n\n\n\n En pruebas, la celda funcion\u00f3 en un rango amplio de humedad del suelo. El equipo reporta que sigui\u00f3 operando desde un terreno \u201calgo seco\u201d con un 41% de agua en volumen hasta condiciones completamente sumergidas. Esa robustez es justo lo que suele fallar en los prototipos anteriores.<\/p>\n\n\n\n La cifra que mejor explica el salto es otra. De media, el sistema gener\u00f3 68 veces m\u00e1s energ\u00eda de la necesaria para alimentar sus sensores, que med\u00edan humedad y detectaban \u201ctoques\u201d, algo \u00fatil para registrar el paso de animales o movimientos en un entorno agr\u00edcola. Tambi\u00e9n super\u00f3 en duraci\u00f3n a tecnolog\u00edas parecidas, con una vida \u00fatil un 120% mayor en comparaci\u00f3n con dise\u00f1os similares.<\/p>\n\n\n\n Para comunicar los datos sin gastar energ\u00eda de m\u00e1s, los investigadores equiparon el sensor con una antena peque\u00f1a y recurrieron a una t\u00e9cnica que refleja se\u00f1ales de radio ya existentes para transmitir informaci\u00f3n a una estaci\u00f3n cercana. En la pr\u00e1ctica, esto abre la puerta a sensores enterrados en lugares remotos, desde parcelas agr\u00edcolas hasta infraestructuras verdes, sin depender de enchufes ni recargas.<\/p>\n\n\n\n Las pilas no solo se agotan, tambi\u00e9n ensucian la cuenta ambiental de la tecnolog\u00eda. La propia Northwestern recuerda adem\u00e1s que las bater\u00edas<\/a> pueden contener qu\u00edmicos t\u00f3xicos y hasta inflamables, adem\u00e1s de alimentar cadenas de suministro complejas y un problema creciente de basura electr\u00f3nica. Bill Yen lo resume con una frase f\u00e1cil de entender, \u201csi imaginamos billones de dispositivos, no podemos fabricarlos todos con litio y metales pesados\u201d.<\/p>\n\n\n\n Y el contexto global no ayuda. El Global E-waste Monitor, elaborado por ITU y UNITAR<\/a>, estima que en 2022 se generaron 62 millones de toneladas de residuos electr\u00f3nicos en el mundo y que solo el 22,3% se recogi\u00f3 y recicl\u00f3<\/a> de forma documentada. Es un problema que crece m\u00e1s r\u00e1pido que nuestras soluciones.<\/p>\n\n\n\n La OMS<\/a> recuerda adem\u00e1s que los residuos electr\u00f3nicos pueden liberar sustancias peligrosas si se gestionan mal, con impactos en el medio ambiente y en la salud. Si parte de los sensores de campo pudieran funcionar sin pilas convencionales, se reducir\u00eda al menos una fracci\u00f3n de ese goteo constante de aparatos<\/a> y componentes que acaban en el circuito equivocado. No lo arregla todo, pero suma.<\/p>\n\n\n\n George Wells lo deja claro, \u201cno vamos a alimentar ciudades enteras con esta energ\u00eda\u201d. Pero s\u00ed se pueden capturar cantidades peque\u00f1as \u00fatiles para tareas concretas, como medir humedad o detectar contacto. Eso limita el tipo de electr\u00f3nica que puede conectarse y obliga a dise\u00f1ar sensores muy eficientes.<\/p>\n\n\n\n Tambi\u00e9n hay una condici\u00f3n b\u00e1sica que no se puede saltar, el suelo debe tener materia org\u00e1nica para que los microbios sigan trabajando. Por eso, hablar de que funciona \u201cpara siempre\u201d es m\u00e1s bien una forma de decir que podr\u00eda durar much\u00edsimo tiempo mientras el entorno mantenga ese combustible natural. Seg\u00fan el equipo, los componentes se pueden conseguir en una ferreter\u00eda y ya trabajan en una versi\u00f3n totalmente biodegradable para que el propio dispositivo no deje huella al final de su vida \u00fatil.<\/p>\n\n\n\n La nota de prensa oficial sobre esta investigaci\u00f3n se public\u00f3 en Northwestern<\/a> <\/em>Now y explica que el estudio apareci\u00f3 en Proceedings of the ACM<\/a> <\/em>on Interactive.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":" Cada vez hay m\u00e1s sensores en el campo, en parques urbanos y en humedales. Miden humedad, avisan de inundaciones o … <\/p>\nUna peque\u00f1a central bajo nuestros pies<\/h2>\n\n\n\n
El problema de siempre, humedad y ox\u00edgeno<\/h2>\n\n\n\n
Una geometr\u00eda distinta para que el suelo no falle<\/h2>\n\n\n\n
Resultados que importan fuera del laboratorio<\/h2>\n\n\n\n
Por qu\u00e9 esto encaja con el reto de los residuos electr\u00f3nicos<\/h2>\n\n\n\n
Lo que conviene tener en cuenta antes de emocionarse<\/h2>\n\n\n\n