Las centrales eléctricas que llevamos dentro - Ciencia y Técnica

Las centrales eléctricas que llevamos dentro

Expertos aseguran que la energía disponible en nuestro cuerpo por procesos fisiológicos es mil veces superior a la necesaria para alimentar algunos pequeños aparatos electrónicos

Autor:

Patricia Cáceres

Imagine que un día el movimiento de los pulmones al respirar, el latido del corazón e, incluso, el flujo de la sangre por las arterias pudiesen ser aprovechados para producir energía.

Eso se han propuesto científicos de todo el mundo, quienes intentan crear diminutas centrales eléctricas capaces de abastecer marcapasos, sistemas de alerta para diabéticos y muchos otros dispositivos para medir las constantes vitales en tiempo real, mediante la energía que genera el movimiento del cuerpo o el de nuestros órganos.

Tal es el caso de un grupo de expertos de la Universidad de Illinois, Estados Unidos, que recientemente desarrollaron un dispositivo capaz de recargar aparatos implantados como el marcapasos.

Apoyándose en el concepto del efecto piezoeléctrico (generación de electricidad en ciertos materiales sólidos al someterse a una deformación mecánica), los investigadores diseñaron una especie de nanocinta flexible que convierte en corriente eléctrica la energía de órganos que se comprimen, como el corazón, los pulmones o el diafragma.

Según un artículo publicado en la revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences, dicha nanocinta se compone de materiales piezoeléctricos de titanatocirconato de plomo, que se adhieren en una base de silicona. Esto permite pegarlos cerca de los ventrículos de un corazón o los pulmones. Cuando el corazón se contrae para latir, el material se dobla y genera electricidad.

Para el experimento los investigadores fijaron el dispositivo a los corazones, pulmones y diafragmas de un grupo de vacas, ovejas y cerdos. Al decir de los especialistas, este no limitó el normal funcionamiento de los órganos y fue capaz de generar energía suficiente como para alimentar la batería de un marcapasos.

«El corazón es una excelente pieza para el trabajo mecánico, ya que se encuentra en constante movimiento. El principal problema con este órgano es que cualquier dispositivo puede afectar negativamente su funcionamiento», explicó el profesor John Rogers, uno de los autores del trabajo.

Esto —precisó— exige la creación de un aparato que no solo sea flexible, sino superflexible, para no interferir en su funcionamiento.

«Un marcapasos funciona con una batería y se instala en su cuerpo. Cada vez que la batería se agota, se tiene que abrir el pecho para reemplazar el marcapasos. Si hubiera la posibilidad de aprovechar el trabajo mecánico de nuestros órganos, quizá podríamos prolongar la vida de la batería o incluso sustituirla por completo», añadió.

El implante es capaz de generar suficiente energía como para mover un marcapasos convencional, aseguran los autores del estudio.

Aunque los experimentos en animales fueron exitosos, los científicos aclaran que podrían pasar varios años antes de realizar los primeros ensayos clínicos en personas. ¿El motivo? El temor de que el plomo, material del cual está construida la nanocinta, tenga efectos adversos para el organismo.

El equipo de investigadores espera que se desarrolle un material con las mismas características que el plomo, pero que no sea nocivo.

Sus creadores resaltan también que el mismo tipo de sistema puede aplicarse sobre la piel y, por ejemplo, generar energía para aparatos que miden el rendimiento físico.

«En el futuro queremos hacer sensores de muy poco voltaje y emisores de radio de corto alcance para medir y enviar datos fisiológicos a otro dispositivo como el teléfono móvil», anunció el profesor Rogers.

Hasta chalecos preventivos

Con la premisa de que la energía disponible en nuestro cuerpo por procesos fisiológicos es mil veces superior a la necesaria para alimentar algunos pequeños aparatos electrónicos, muchos investigadores se han aventurado al desarrollo de dispositivos fabricados con materiales piezoeléctricos.

Hace algo más de dos años Xudong Wang, un profesor de la Universidad de Wisconsin, en Madison, creó un artefacto diminuto capaz de convertir una pequeña corriente de aire como la respiración en electricidad.

Según el sitio web especializado Open Mind, Wang diseñó una especie de molino de viento en miniatura que consistía en una fina tira de un material piezoeléctrico que, al vibrar por el paso del aire, generaba pequeñas corrientes.

«Este y otros dispositivos similares son capaces de generar decenas de microvatios, suficientes para mover dispositivos electrónicos pequeños como sensores o implantes para medir la glucosa en la sangre, la presión arterial o monitorizar el corazón», refirió.

En la actualidad, Wang está probando el comportamiento de otros materiales para extraer energía del cuerpo humano. En muchos casos —afirmó— la tecnología «es factible hoy por hoy».

Wang también ha asegurado que desde el punto de vista tecnológico no hay diferencia entre implantarlos en el interior del cuerpo o sobre la piel.

Otros especialistas han optado por desarrollar chips capaces de generar electricidad gracias al movimiento de las extremidades, e incluso a partir de fenómenos bioquímicos como la oxidación de la glucosa o el potencial eléctrico generado en el oído interno cuando recepciona sonidos.

El profesor Steve Beepy, de la Universidad de Southampton, en el sur de Gran Bretaña, se ha propuesto crear prendas de vestir hechas de materiales capaces de generar electricidad, ya sea por el calor del cuerpo o el movimiento.

El experto considera que un chaleco de este material, a partir de sensores especiales, podría captar información de la persona que lo lleva puesto, realizar exámenes periódicos sobre su presión sanguínea y chequear otros síntomas. El resultado —augura— podría transmitirse vía inalámbrica a su doctor de cabecera o al hospital.

Otro caso singular fue el desarrollado por Rolf Vogel, profesor de ingeniería cardiovascular de la Universidad de Berna.

Open Mind recordó que en 2013 Vogel y el resto de su equipo hicieron público un sistema que, en teoría, puede extraer energía de la diminuta deformación de una arteria cuando pasa por ella el flujo sanguíneo.

En tal sentido Ernest Mendoza, del grupo de nanomateriales de la Universidad Politécnica de Cataluña, España, consideró que el gran impedimento de este tipo de aparatos es que, por ahora, son demasiado caros.

Esto cambiará en cuanto una empresa grande de electrónica de consumo se inserte en este campo, algo que ya están haciendo tímidamente compañías como Apple, cuyo reloj iWatch tendrá sistemas de recuperación de energía, opinó.

A su juicio, existirán dispositivos que medirán el pulso, el ritmo cardiaco o información relativa a una dolencia concreta como la diabetes, que usarán parte de esa energía sobrante que hoy derrocha nuestro cuerpo.

«Tendremos información en tiempo real de nuestro estado de salud gracias a este tipo de dispositivos y ya no irás al médico cuando te sientas mal, sino cuando te lo diga el aparato», concluyó Mendoza.

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