En la Facultad de Ingeniería de la Universidad Nacional del Centro (Unicen) transforman el desecho de la tradicional infusión rioplatense en carbón activado. Y lo utilizan como insumo para ensamblar los llamados supercondensadores, dispositivos prometedores de almacenaje de energía con algunas ventajas sobre las baterías de litio

En la Argentina se consumen casi mil millones de kilos anuales de yerba mate que luego de las cebadas se descartan y van a parar, casi en su totalidad, a los rellenos sanitarios. Científicos argentinos partieron del dato para un desarrollo que busca transformar esa biomasa en materia prima para fabricar supercapacitores. Florencia Jerez, doctoranda en Ingeniería, docente y becaria del Conicet Tandil, es una de las protagonistas del proyecto, sobre el que pudo avanzar gracias a una beca en España. La investigadora habló con el programa ABC sobre el estado actual del trabajo, que quieren escalar.

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Jerez obtuvo una de las 10 becas anuales de la Fundación Carolina y el Ministerio de Educación de la Nación para profundizar el trabajo sobre el carbón activado a base de yerba mate usada, el primer insumo de varios que están analizando, en la Universidad Autónoma de Madrid.

Yerba, olivo, trigo, maíz y hasta cannabis

La investigadora explicó que si bien el proyecto es conocido por la utilización del desecho de la infusión, trabajan también con residuos regionales. Por ejemplo, mencionó, de San Juan, con el alperujo de los olivos (subproducto de la extracción de aceite de oliva). También con residuos locales de la zona de Olavarría y Tandil, como el rastrojo de trigo y el de maíz. Y hasta con cannabis, para lo que se aprovecha un cultivo experimental para usos medicinales de la Facultad. Por último, completó, estudian lo mismo con residuos de la industria cervecera.

Jerez detalló que lo que buscan construir son las pilas que se denominan supercapacitores o supercondensadores, “dispositivos que en su mayoría utilizan carbón activado derivado de plantas como material para almacenar la energía”.

La idea, repasó, partió del conocimiento de otras experiencias con residuos de plantas no cultivadas específicamente para ese uso, y del análisis de insumos similares disponibles en gran cantidad en el país. Todo, en el núcleo llamado Investigación Tecnológica en Electricidad y Mecatrónica (Intelymec), que depende de la Unicen.

Así, llegaron a la yerba mate usada, que en la Argentina no se valoriza, ni para transformarla en carbón activado ni para otros destinos, apenas si se aprovecha un porcentaje irrelevante para compost. Con el problema de que ocupa, por el alto consumo, grandes volúmenes en los rellenos sanitarios porque se la descarta como basura.

De la cebada al polvo negro

El desarrolo comenzó en 2019. “El proceso para elaborar carbón activado es sencillo”, aclaró. Al menos, a escala de laboratorio. “Secamos la yerba mate, la quemamos en un horno, luego la ponemos en contacto con un agente químico durante un día, la volvemos a quemar, la lavamos para eliminar la parte que no reaccionó y ya está: se seca de nuevo y se tiene la materia prima para ensamblar las pilas”. Se trata, en el aspecto, de un polvo negro. El rendimiento, en peso y a escala de laboratorio, es de un 30%: de 100 kilos de yerba mate usada se obtienen 30 de carbón activado. La cifra es consistente con los trabajos similares en todo el mundo: entre el 20 y el 30%.

El carbón activado se utiliza, en los supercapacitores, para recubrir los electrodos y expandir su superficie específica, y con ello el rendimiento.

Un avance sustancial en el desarrollo estuvo en Madrid, hacia donde Jerez viajó gracias a la beca de la Fundación Carolina. Allí, en la Universidad Autónoma, explicó, tienen la infraestructura para automatizar el ensamblado de los supercapacitores. En Olavarría, contrastó, ese proceso es manual, un trabajo artesanal.

Por mayor escala y financiamiento

Con la posibilidad de hacer uso del equipamiento español, lo que se obtuvo es un paquete de información que ahora comenzaron a procesar con vistas al escalado de la producción y los cálculos para demostrar que el porceso es viable comercialmente, que cierran las ecuaciones económicas para una nueva industria.

De hecho, el equipo está desde el año pasado en la búsqueda de financiamiento para montar una planta piloto móvil para la producción de carbón activado a base de yerba mate y de las otras materias primas, que van desde el rastrojo de trigo al cannabis. Es que es más económico, en esta etapa de escalamiento, ir a buscar los residuos donde se generan.

Ventajas y desventajas

Los superconductores son un tipo de baterías que tienen ventajas y desventajas respecto de otras, como las famosas de ion-litio. Entre las primeras está que sus componentes son mucho menos contaminantes y que la carga y la descarga es más veloz, con lo que pueden entregar más energía en menor tiempo, es decir, más potencia. Otra a favor es que resisten un número mayor de ciclos de carga-descarga antes de degradarse. La principal desventaja es que pueden, hasta donde llegó su desarrollo, acumular menos energía. Esto último, sin embargo, es transitorio, porque los avances son notorios en cuanto al diseño y los materiales.