Esta inventora española ha creado unas pilas de papel capaces de revolucionar la electrónica

Cuando Neus Sabaté (Tarragona, 1975) se quedó embarazada por segunda vez, una idea le cambió la vida. “Me compré un test de embarazo digital y se me ocurrió que podríamos hacer una pila que funcionara con la propia orina que analiza el dispositivo”, explica en declaraciones a El Confidencial. En realidad, en aquella etapa esta investigadora del Instituto de Microelectrónica de Barcelona (IMB-CNM) del CSIC ya llevaba tiempo pensando en cómo desarrollar algún tipo de batería de pequeño formato que fuera más sostenible que las clásicas pilas de botón que llevan muchos dispositivos, incluso los que están destinados a un solo uso.

Desde entonces, en estos últimos años, ya ha solicitado 15 patentes, de las cuales le han sido concedidas cinco en Europa, EEUU y China. El concepto es siempre el mismo: sustituir las pilas que conocemos por baterías desechables, hechas de papel, que se alimenten de energía a partir de líquidos como la sangre, la orina o el sudor. Insertadas en pruebas de diagnóstico, son a la vez una fuente energética y un sensor específico con una enorme ventaja en el mundo actual: no tienen tanto impacto ecológico como las convencionales.

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Los inventos de Neus Sabaté, desarrollados desde los inicios, en 2012, en colaboración con Juan Pablo Esquivel, están basado en una “deconstrucción” de una batería primaria para dejar sólo los componentes esenciales: dos electrodos (ánodo y cátodo) y una matriz porosa (en este caso, papel) que “al impregnarse con un fluido hace las veces de electrolito”. Además, han seleccionado sustancias químicas respetuosas con el medio ambiente para implementar las reacciones químicas en los electrodos.

Los diagnósticos y el factor ambiental

El sector idóneo para este tipo de pilas es el del diagnóstico, precisamente, porque pueden activarse con todo tipo de fluidos biológicos, “siempre y cuando tengan una viscosidad baja que los permita fluir por una matriz de papel”, aclara. De hecho, uno de los resultados más concretos de esta tecnología es un parche para la piel que facilita la detección de fibrosis quística, una patología hereditaria de las glándulas mucosas y sudoríparas. El dispositivo, de tan solo unos centímetros, se pega al cuerpo y es capaz de ofrecer el diagnóstico activado por el sudor.

No obstante, el mismo principio permite abarcar otras aplicaciones más allá del ámbito médico: “Hemos explorado también su aplicación en el sector cosmético para la generación de microcorrientes beneficiosas para la piel, ya que la pila se activa también con crema cosmética”, explica la investigadora. Por otra parte, los investigadores del IMB-CNM están pensando en utilizar esta tecnología como sensor de humedad o de temperatura. “Una de las características más importantes de nuestra invención es que, a nivel regulatorio, no se considera batería mientras permanece seca. Esto facilita mucho su manufactura, transporte y almacenamiento. Además, puede desecharse con muy bajo impacto ambiental”, añade la inventora.

Ese aspecto, la ventaja medioambiental frente a otros dispositivos más contaminantes, es una de las claves del proyecto. De hecho, el problema de los residuos de los dispositivos electrónicos es "un asunto crucial", asegura, en el que “será necesario hacer mucho hincapié en las próximas décadas”, asegura Sabaté. “En nuestro caso hemos propuesto una alternativa a las pilas de botón para un nicho de aplicación muy concreto, como son las pilas para un solo uso, pero se necesitan soluciones en muchos ámbitos”, afirma.

En ese sentido, “es importante empezar a analizar el ciclo de vida de un producto electrónico desde del momento de su concepción”, es decir, tener en cuenta “qué materiales va a usar, qué procesos industriales va a seguir, qué uso va a tener y, sobre todo, qué va a pasar al final de su vida útil”. En la actualidad, la ruta de reciclaje de los dispositivos que usamos en nuestro día a día (desde móviles a ordenadores) sigue siendo incierta. Gran parte de estos materiales se envía a países en vías de desarrollo, dónde tratan de aprovechar componentes y materiales con procesos de reciclaje muy rudimentarios. Así que Sabaté está poniendo su granito de arena remando en otra dirección.

Del sudor de los deportistas a los glucómetros

Estas nuevas baterías de un solo ya son una realidad, desarrolladas y comercializadas a través de la spin-off Fuelium. “En el campo del diagnóstico, nos está costando más porque es un sector muy conservador", reconoce. Sin embargo, "ya se encuentran en mascarillas cosméticas del mercado coreano”. Otra de las patentes ha dado lugar a una iniciativa empresarial, la compañía Sweanty, usa las baterías como sensores de conductividad. La idea es determinar la cantidad de sales excretadas durante la práctica deportiva, de manera que se puedan diseñar planes de hidratación que mejoren el rendimiento de los atletas.

Siguiendo esta línea, pero diversificando los productos y sus aplicaciones, en la actualidad Sabaté está centrada en madurar otro proyecto: una tarjeta de un solo uso que contiene una pequeña batería que funciona con la glucosa que contiene una gota de sangre, aplicada en uno de sus extremos. La idea es que “podemos extraer el valor de la concentración de glucosa en sangre y transferirlo a un teléfono móvil de manera muy sencilla”, explica; y, de nuevo, “con muy bajo impacto ambiental”. Esta última iniciativa aún está en desarrollo, pero si todo va bien, “podríamos desarrollar glucómetros reutilizables y ecológicos por menos de un euro”. La investigadora del CSIC tiene claro dónde puede ser realmente útil: “Mi idea es transferirla a países en desarrollo, donde las tecnologías convencionales siguen siendo demasiado costosas”, asegura.

La necesidad de patentar

Con todos estos proyectos, Sabaté ha despuntado en los últimos años como una de las inventoras españolas de referencia. De hecho, en 2020 fue galardonada con el Premio Innovación de la Real Sociedad Española de Física-Fundación BBVA. Además, en 2023 el CSIC ha vuelto a ser el primer solicitante de patentes de España ante la Oficina Europea de Patentes (OEP), con 80. Al contrario de la imagen que suele predominar en las disciplinas técnicas, el papel de la mujer en esas cifras es muy relevante. “Hemos incluido por primera vez en el Índice de Patentes la presencia femenina y hemos visto que, en casi la mitad de las solicitudes que hemos recibido de España, figura al menos una mujer entre el equipo de inventores”, señala Luis Berenguer, portavoz oficial de OEP.

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Quizá las inventoras tiren de España para que mejore sus números. Tradicionalmente, en nuestro país se investiga mucho (es la décima potencia en publicaciones científicas) pero se inventa poco. Aunque se acaba de batir el récord de solicitud de patentes europeas, con 2.111 solicitudes el año pasado, este número se queda muy lejos de otros países vecinos, como Alemania o Francia, que han solicitado 25.000 y 11.000, respectivamente. “Aún debemos avanzar mucho para estar a la altura de las potencias de propiedad industrial y, parte de ello, radica en conseguir concienciar a empresas y entidades de la importancia de proteger el fruto de nuestro trabajo, nuestros inventos”, afirma el experto.