Tatuarse baterías en la piel para generar electricidad a partir del sudor
En el futuro, sudar debido al ejercicio podría ser no solo bueno para nuestra salud, sino que podría también energizar nuestros pequeños aparatos electrónicos.
El equipo de la ingeniera Wenzhao Jia, de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos, ha diseñado un sensor que se afianza en forma de tatuaje temporal, y que puede vigilar el progreso de una persona durante el ejercicio físico y producir energía eléctrica a partir de su transpiración.
El dispositivo funciona detectando y reaccionando al lactato, que se halla presente de forma natural en el sudor. El lactato es un indicador muy importante de cómo vamos durante el ejercicio.
En general, cuanto más intenso es el ejercicio, más lactato el cuerpo produce. Durante una actividad física extenuante, el cuerpo necesita generar más energía, de manera que activa un proceso llamado glicólisis. La glicólisis produce energía y lactato, y este último es el que pueden detectar los científicos en la sangre.
Los atletas profesionales vigilan sus niveles de lactato durante pruebas de rendimiento como una forma de evaluar su programa de entrenamiento y su estado físico. Además, los médicos miden el lactato durante pruebas de ejercicio de pacientes en busca de problemas de salud relacionados con niveles de lactato anormalmente altos, tales como enfermedades cardiacas o pulmonares. Actualmente, las pruebas de lactato son molestas e intrusivas porque se deben obtener muestras de sangre de la persona en diferentes momentos durante el régimen de ejercicios, así como analizarlas.
El equipo de Jia desarrolló una forma más rápida, más fácil y más cómoda de medir el lactato durante el ejercicio. Imprimieron un sensor flexible para lactato sobre un tatuaje temporal. El sensor contiene una enzima que arranca electrones del lactato, generando una débil corriente eléctrica. Los investigadores aplicaron el tatuaje al antebrazo de 10 voluntarios sanos. Después, el equipo midió la corriente eléctrica producida a medida que los voluntarios se ejercitaban a niveles de resistencia cada vez más altos sobre una bicicleta estática durante 30 minutos. De esta forma, pudieron vigilar de forma continuada los niveles de lactato del sudor con el paso del tiempo y con los cambios en la intensidad del ejercicio.
Un biosensor tatuado (ampliado en el recuadro) detecta los niveles de lactato durante el ejercicio; una biobatería que emplease la tecnología podría energizar aparatos electrónicos. (Foto: Joseph Wang, ACS)
El equipo fue entonces un paso más allá, basándose en estos resultados para fabricar una biobatería alimentada por el sudor. Las baterías producen energía mediante el paso de una corriente, en la forma de electrones, de un ánodo a un cátodo. En este caso, el ánodo contiene la enzima que retira electrones del lactato, y el cátodo contiene una sustancia que acepta los electrones.
Cuando 15 voluntarios llevaron las biobaterías tatuadas mientras se ejercitaban en una bicicleta estática, produjeron diferentes cantidades de energía. Curiosamente, las personas menos en forma (que se ejercitaban menos de una vez por semana) producían más energía que aquellas que estaban moderadamente en forma (se ejercitaban de una a tres veces por semana). Los entusiastas que lo hacían más de tres veces a la semana producían la cantidad de energía más pequeña. Los investigadores creen que esto es probablemente debido a que las personas menos en forma se fatigan antes, haciendo que la glicólisis se ponga en marcha también antes, formando más lactato. La cantidad máxima de energía producida por una persona en el grupo en baja forma fue de 70 microvatios por centímetro cuadrado de piel.
Es una cantidad modesta, pero, tal como explica el equipo de investigación, es viable aumentarla a través de diversas modificaciones y mejoras de la tecnología. De todos modos, no se necesita una gran superficie de piel para energizar un reloj de pulsera, que puede necesitar tan poco como 10 microvatios.
Las biobaterías ofrecen ciertas ventajas sobre las baterías convencionales: Se recargan más rápido, utilizan fuentes de energía renovables (en este caso, sudor), y son más seguras porque no explotan ni liberan sustancias tóxicas.
Esta nueva tecnología ha sido presentada públicamente en un congreso reciente, organizado por la ACS (American Chemical Society, o Sociedad Química Estadounidense).
Amazings, (2014, 20 de Agosto). NTYC Amazing (Web log Post). Recuperado de http://noticiasdelaciencia.com/not/11203/tatuarse-baterias-en-la-piel-para-generar-electricidad-a-partir-del-sudor/
El lactato se produce en mayor cantidad en personas que no hacen ejercicio, esta contradicción se explica porque:
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