Investigación en la UMA Una antena wifi con piel de tomate

  • Un grupo de investigación del centro mixto IHSM lleva 16 años desarrollando múltiples aplicaciones con esta verdura que se transforma en bioplástico

  • Sus propiedades lo hacen ideal para crear desde envases a un sistema para producir electricidad

Susana Guzmán y Alejandro Heredia en la Facultad de Ciencias de la UMA. Susana Guzmán y Alejandro Heredia en la Facultad de Ciencias de la UMA.

Susana Guzmán y Alejandro Heredia en la Facultad de Ciencias de la UMA. / Javier Albiñana (Málaga)

La piel del tomate es un envase natural perfecto. Protege el interior de los cambios de temperatura, de la humedad, de los insectos, es hidrófobo y controla que no se escape el agua que almacena dentro. Por eso, al catedrático de Biología Molecular y Bioquímica de la UMA Antonio Heredia Bayona se le ocurrió empezar a trabajar con ella hace 16 años para utilizarla como envase de alimentos.

Alejandro Heredia hizo su tesis sobre esto y ahora, junto con Susana Guzmán conforman el grupo de investigación del centro mixto IHSM, también dependiente del CSIC, que desarrolla múltiples aplicaciones con esta materia prima. Entre ellas una antena wifi. Lo último es una camiseta de algodón, piel de tomate y grafeno que puede producir electricidad.

La producción mundial de derivados del tomate, salsas, zumos y sopas, es muy alta. Y por ley no se puede utilizar la piel como añadido ya que no tiene valor nutritivo. Por tanto, la industria descarta “toneladas y toneladas de piel de tomate que en un porcentaje pequeñísimo se utiliza para hacer pienso para animales”, indican los investigadores.

El resto se quema, provocando dos cosas, el coste añadido a la empresa y la contaminación atmosférica al generar CO2. “Nosotros utilizamos esa materia prima, ese desecho que nadie quiere y le damos una utilidad, es un ejemplo de economía circular”, comenta Alejandro Heredia.

Mediante un tratamiento químico se obtienen los monómeros, es decir, la unidad estructural última que forma el polímero. “Con un método sostenible se polimeriza, forma la cadena de nuevo gracias a la aplicación de calor en un horno”, explica el investigador. Es entonces, añade, cuando queda un bioplástico al que se le puede dar la forma que se quiera, desde un film a cucharas, botones o una antena.

Reducir la producción mundial de plástico 

La piel de tomate, el bioplástico del presente y del futuro. La piel de tomate, el bioplástico del presente y del futuro.

La piel de tomate, el bioplástico del presente y del futuro. / Javier Albiñana (Málaga)

“Es un proceso completamente sostenible en el que no se utilizan ni disolventes orgánicos ni catalizadores, que es lo que más contamina, y durante la reacción química lo único que se genera es agua”, agrega.

En definitiva, se trata de descomponer la piel de tomate para rehacerla de nuevo como un bioplástico dotándola de la forma que se requiera. Este material se degrada rápidamente cuando entra en contacto con el suelo o con el agua. Allí las bacterias hacen su trabajo, lo reconocen como un organismo vivo y se lo comen. Además, no necesita añadidos de otros productos para tener una funcionalidad completa.

“Por ejemplo, se puede usar para fabricar las bandejas que contienen fruta, pescado o carne”, señalan los investigadores. Sería una forma de reducir la enorme producción de plástico mundial, que actualmente está en 360 millones de toneladas al año.

“El polímero de plástico ha invadido nuestra vida, todo lo contiene y estamos metidos en una vorágine de difícil salida, porque es muy efectivo y muy barato, resultó un éxito tremendo de la química”, apunta Antonio Heredia. Lo malo es que una botella de plástico puede tardar más de 450 años en degradarse. “La crisis climática ya es imparable y está en juego nuestro modo de vida occidental”, añade el catedrático.

Aunque no habría suficiente cantidad de piel de tomate para generar el plástico que se necesita ahora mismo, “se trata de hacer pequeños avances, ir sustituyéndolo poco a poco”, comenta Susana Guzmán.

Añadir papel o algondón, la mezcla perfecta 

El siguiente paso de los investigadores fue añadir celulosa al polímero, de esta forma se fusionaban la resistencia y propiedades mecánicas del papel con la hidrofobia de la piel de tomate. Esto crea un nuevo material igual de degradable, resistente al agua, fuerte y que necesita mucha menos cantidad de materia prima.

Guzmán y Heredia en el laboratorio de Biología Molecular y Bioquímica de la UMA. Guzmán y Heredia en el laboratorio de Biología Molecular y Bioquímica de la UMA.

Guzmán y Heredia en el laboratorio de Biología Molecular y Bioquímica de la UMA. / Javier Albiñana (Málaga)

“El proceso sigue siendo completamente sostenible, dimos en el clavo, vimos que se podría utilizar como recubrimiento de latas de comida porque iguala las propiedades de las resinas químicas evitando el bifenol A y, por tanto, no se liberan estrógenos”, afirman los investigadores.

Continuaron su trabajo durante los últimos siete años en el Instituto Italiano de Tecnología, en Génova. Allí se buscaba patentar aplicaciones más electrónicas y han creado un par de dispositivos con este material. El primero fue una antena wifi.

“Al bioplástico le añadimos grafeno, que es un material muy ligero y conductor de electricidad”, comenta Alejandro Heredia. “Nuestro dispositivo es parecido a los que se utilizan en los móviles, hechos de cobre, pero mucho más barato y biodegradable”, añade. Y relata que probaron con otros bioplásticos pero la piel del tomate fue la que mejor funcionó por su compatibilidad con cualquier material.

Una camiseta que produce electricidad

Tras la antena wifi siguieron explorando nuevos usos. Un ingeniero electrónico, que estaba realizando su tesis, sugirió a los investigadores probar con el algodón. En una camiseta aplicaron la piel de tomate con nanopartículas de carbono, grafeno, monotubos y nanofibra de carbono para poder generar electricidad por diferencia de temperatura entre la corporal y el exterior.

La investigadora aplica biotinta a la camiseta. La investigadora aplica biotinta a la camiseta.

La investigadora aplica biotinta a la camiseta. / Javier Albiñana (Málaga)

“Cuando se quiere conseguir energía eléctrica del calor se usan metales pesados como el plomo, el germanio y el iridio, difíciles de obtener, caros y tóxicos. Con esta tecnología puedes producir valores competitivos de electricidad gracias a una biotinta”, señalan Heredia y Guzmán.

Este tipo de camisetas podrían servir para recargar el móvil mientras se hace deporte o emitir una señal luminosa. A partir de ahí, podrían surgir múltiples aplicaciones en el campo de la medicina, el deporte y el ocio. No hace falta demasiado material para que sea efectiva y resiste muy bien los lavados. Además se degrada más y mejor en agua de mar con la biotinta que el algodón puro. Ahora los expertos están trabajando en mejorar la cantidad de electricidad que puede generar el producto.

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