Una ingeniera química de la Unicen estudia la capacidad de la yerba para almacenar energía
Una ingeniera química estudia la aplicación de la yerba para el desarrollo de supercapacitores y como almacenadora de energía. En 2020, el mercado interno demandó 270 millones de kilos de la infusión. Buscan alternativas para evitar que lleguen a los rellenos sanitarios.
De acuerdo a datos del Instituto Nacional de la Yerba Mate, el año pasado se consumieron 311.700.000 kilos de este producto, de los cuales 270 millones se quedaron en el mercado interno. Una vez utilizada la yerba encuentra pocos destinos al alcance de cualquier persona: como abono para la tierra o, en gran medida, se suma al residuo cotidiano. Esto se traduce en millones de kilos de yerba usada en rellenos sanitarios.
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Un poco para poder resolver este escenario y un tanto más para explorar el potencial de esta ancestral planta es que la ingeniera química Florencia Jerez se encuentra abocada a su tesis doctoral donde estudia la aplicación de la yerba para el desarrollo de supercapacitores y como almacenadora de energía, en la Facultad de Ingeniería de la Unicen, según explican en una nota publicada por el portal de la citada casa de estudios.
Los supercapacitores son pequeños dispositivos capaces de cargar y descargar la energía que almacenan a gran velocidad, como la que se necesita para un arranque, frenos, sistemas de inicio, sin dañar la batería u otras partes del sistema. Hace algunos años que su visibilidad en el campo de la electrónica crece, e incluso el director general de Tesla Motors, Elon Musk, predijo el rol central que tendrán en el desarrollo de vehículos eléctricos, desplazando a las baterías convencionales.
Profesionales de la química y la electromecánica de la facultad olavarriense pertenecientes al Núcleo de investigación Tecnológica en Electricidad y Mecatrónica (INTELYMEC) exploran estas innovaciones como complemento de los robots y vehículos autónomos solares de la FIO. Si bien esta tecnología ya se utiliza, lo hace con materiales sintetizados con elementos poco amigables para el medioambiente. Tal vez hay una alternativa más sustentable, literalmente al alcance de la mano.
Supercapacitores, superfuturo
Para explicar qué son los supercapacitores, la joven ejemplificó: “Las baterías del auto, del teléfono, almacenan una gran cantidad de energía y la liberan poco a poco en un largo período de tiempo para que funcionen las cosas. Los capacitores están en la vereda de enfrente, almacenan muy poca energía pero la liberan en un corto período de tiempo, en un microsegundo. Se utiliza generalmente en arranques, cuando los sistemas necesitan gran potencia, como un auto o una computadora”, contó la investigadora.
“Los supercapacitores están en el medio, porque tienen la capacidad de almacenar más energía que los capacitores pero con la característica de poder liberarla en tiempos cortos. Almacenan energía, la cargan y descargan”, señaló. Se utilizan para complementar baterías que proveen energía durante largos períodos, en equipos con picos de consumo. “Si la batería tiene que afrontar estas demandas lo hace pero pierde vida útil porque no está diseñada para eso, entonces los supercapacitores la complementan. Y generalmente están pensados para almacenar energía proveniente de fuentes renovables”, sostuvo Jerez.
Yerba buena
Florencia Jerez es integrante, junto a la doctora Marcela Bavio y el ingeniero Federico Ponce, del área de ambiente y energía del INTELYMEC. Desde la electroquímica estudian las posibilidades de almacenamiento energético de diferentes materiales. En su caso, la yerba.
Hay dos vertientes para explorar, explicó la investigadora. Por un lado, está comprobado que el líquido que desprende la infusión de la yerba mate nueva sirve para producir materiales que almacenan energía. “Se llama síntesis verde porque reemplazamos con el líquido del mate un reactivo químico que se utiliza y es tóxico”, señaló. “Esto ya sabemos que funciona, está comprobado. En Misiones lo utilizan como agente reductor en la síntesis de partículas de óxido de plata”, aseguró. Particularmente, la docente de la Facultad de Ingeniería buscará sintetizar óxido de zinc o de níquel, “que son reconocidos como materiales que almacenan energía de la forma que se necesita en los supercapacitores”.
Por otro lado, hay una línea en la revalorización de residuos, que propone analizar la yerba usada para fabricar carbones que almacenen energía. “De hecho, hay supercapacitores que almacenan energía utilizando carbones comerciales”, aportó la ingeniera, “ya pudimos comprobar que es posible con la yerba”, sostuvo.
El grupo está en contacto con investigadores de la Universidad de San Juan, que desarrollan carbones activados con residuos de la industria del olivo, con grandes escalas. En el caso de la Facultad de Ingeniería de Olavarría, las mediciones se hacen con una moderna Estación Electroquímica (potenciostato galvanostato VersaSTAT 3 con FRA impedancia), capaz de medir y estimar las propiedades con poco volumen de material, para determinar sus capacidades de acumulación y suministro de energía. “Molemos el material y utilizamos el polvo para formar una tinta, que luego depositamos sobre el electrodo de trabajo. Al ser poroso, puede almacenar energía a través de diferentes mecanismos electroquímicos, no es que el material tenga energía en sí mismo”, explicó. “A través de una computadora podemos enviar el voltaje que deseemos, y vemos su reacción: cómo se carga el material, cómo se descarga, cuántos watts retiene y muchas más funciones que iremos explorando con los años, ya que es relativamente nuevo”, agregó.
“Nos pareció un residuo muy interesante, no encontramos antecedentes de carbones activados a partir de la yerba. Sí los extractos para sintetizar elementos que hoy se hacen con sustancias tóxicas, pero esto es nuevo”, aseguró.
Florencia Jerez confesó que de la problemática del desecho de yerba también le llamó la atención el hecho de que al formar parte de los residuos sólidos urbanos, afecta en la disposición final, a otros elementos reciclables: “Humedece el papel, el cartón, y afecta su reutilización”.
La directora de tesis doctoral de Florencia Jerez es la doctora Marcela Bavio y su codirectora la doctora Pamela Ramos, quien se encuentra en España analizando carbones, pero no para almacenar energía sino para absorber dióxido de carbono. En tanto, su trabajo dentro de la Beca Conicet para Temas Estratégicos es dirigida por el doctor Gerardo Acosta, director del INTELYMEC.
Desde que se recibió de ingeniera química en 2018, la joven identificó cierta vocación en la investigación. “La electroquímica es muy difícil de entender, por eso es tan importante trabajar en conjunto, resulta muy enriquecedor”, destacó. Finalmente, resaltó el sistema de becas nacionales que permiten este tipo de desarrollos, científicos pero también personales. “Yo fui beneficiaria de todos los apoyos disponibles, desde la Asignación Universal por Hijo a las becas Progresar, las becas Unicen; las tuve todas. Y gracias a eso pude formarme como ingeniera y ahora trabajo como investigadora. Sin esa ayuda económica, siendo hija de una empleada de casas particulares que gana el mínimo, iba a ser imposible hacer la carrera en tiempo y forma como lo hice. Soy muy consciente y agradecida con el sistema público nacional”, resaltó, y ahora apuesta a su crecimiento desde la ciencia”, dijo.
