Tradicionalmente, la conducción de electricidad se ha realizado con metales, especialmente los cables de cobre. Sin embargo, se ha descubierto que no es el único material que puede hacerlo. Una nueva generación de tintas permite transportar la energía eléctrica, con conducciones flexibles que podrán lugar a nuevas prendas de vestir inteligentes.
Este es el tema de la investigación liderada por Leidy Marinela Hurtado Montaño, estudiante del sexto semestre de Ingeniería Biológica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) Sede de La Paz. Su proyecto busca dar valor agregado al carbón (mineral o vegetal), ofreciendo tintas a base de carbón con una alta respuesta en conductividad eléctrica, similares a las basadas en nanopartículas metálicas.
Según la joven investigadora, la tinta conductora es como un corrector líquido de tinta blanca utilizado para cubrir los errores en papel. Esta tinta no solo tapa, sino que conduce la electricidad, y si se le coloca un led (diodo emisor de luz) al otro extremo, puede encenderlo.
Qué usos se le podrán dar a estas tintas conductoras de electricidad
“Las tintas no van a reemplazar las líneas de tensión de un cable, ni de alta transmisión de una casa, pero sí pueden dar soluciones a electrónica flexible portable”.
“Si se quiere un vestuario con sensores o electrónica integrados, utilizar cable no sería buena idea; para ese tipo de usos llegan las tintas conductoras, y de ahí salen iniciativas como elaborar rodilleras para hacer fisioterapia y obtener los datos del movimiento a través de apps o de vigilancia de las aplicaciones móviles que, según el movimiento, las personas pueden determinar cuánto movimiento tuvo o si este fue correcto”, agrega la estudiante.
Con qué están hechas las tintas conductoras de electricidad
Las tintas conductoras son un líquido viscoso que después de secarse permiten el paso de corriente en diferentes sustratos como polímeros, textiles o superficies con geometrías complejas.
Para este proyecto las tintas se elaboraron a partir de carbón extraído de pilas alcalinas –que por lo general se tiran cuando cumplen su vida útil– para contribuir a la economía circular y correcta disposición final de estas, al igual que con carbón vegetal y mineral con el fin de darle un valor agregado al carbón del Cesar y favorecer la diversificación económica del departamento.
En la actualidad no se producen en el país de tintas conductoras, por lo que esto eleva su precio para aplicaciones en textiles inteligentes o electrónicos.
Cuánto vale esta tinta conductora
Así, mientras 1 ml de tinta conductora basada en nanopartículas metálicas de marcas internacionales puede costar entre 4 y 5 dólares, el mismo mililitro de tinta conductora elaborada por la estudiante Hurtado se puede hacer por menos de 1 dólar.
Anota que su propuesta tiene características similares en cuanto a morfología, viscosidad y conductividad eléctrica.
Según el último reporte de IDTechEx Research (Conductive Ink Market 2018-2028: Forecasts, Technologies, Players), se pronostica que el mercado de tintas conductoras crecerá a 4.500 millones de dólares para 2033 a medida que la electrónica impresa gane terreno.
La iniciativa de la estudiante Hurtado surgió dentro del grupo de investigación de Nanoestructura y de Física Aplicada (Nanoupar), del cual forma parte el Semillero de Ciencias Experimentales (SICE), dirigido por el profesor Jaime Andrés Pérez Taborda, de la UNAL Sede de La Paz.
El docente menciona que “en Colombia hay poca investigación de tintas conductoras; somos pioneros incluso en Latinoamérica con este enfoque”.
“Estamos en la etapa de investigación de la respuesta de nuestras tintas con carbón vegetal a base de buchón de agua o taruya (Eichhornia crassipes), una especie invasora que afecta la pesca en la ciénaga de Zapatosa. También buscamos mejorar la respuesta de las tintas provenientes de las baterías, cuya disposición final no es la más adecuada”.
Según el académico, “desde dichos grupos de investigación seguiremos impulsando iniciativas de este tipo, que permitan diversificar la economía alrededor de la minería y la energía. Queremos aportar innovación a los cierres de minas, acompañando a la ciudadanía y la industria en dar valor agregado por el conocimiento a materias primas que, como en este caso, tienen poco valor como el carbón, pasando de ofrecer al mercado un mineral de uso térmico para darle usos novedosos como tintas conductoras”.
