Investigadores de la Universidad de California en San Diego han desarrollado un sensor en forma de un tatuaje temporal capaz de generar energía a partir de la transpiración. El dispositivo funciona mediante la detección y respuesta al ácido láctico o lactato, sustancia que está presente de forma natural en el sudor.
En general, cuanto más intenso es el ejercicio, más lactato produce el cuerpo. Durante una actividad física extenuante, el cuerpo lo necesita para generar más energía, por lo que activa un proceso llamado glucólisis. La glucólisis produce energía y lactato, el cual los científicos pueden detectar en la sangre. Los atletas profesionales ven sus niveles de lactato durante las pruebas de rendimiento como una forma de evaluar su condición física o su programa de entrenamiento.
Además, los médicos miden el lactato durante las pruebas de esfuerzo de los pacientes de enfermedades cardíacas o pulmonares, caracterizadas por niveles anormalmente altos de ácido láctico. Actualmente, estas pruebas son inconvenientes e invasivas, ya que las muestras de sangre deben recogerse en diferentes momentos durante el ejercicio y luego ser analizadas.
De esta forma los investigadores trataban de desarrollar una forma más rápida, fácil y cómoda de medir el ácido láctico durante el ejercicio. Para ello, imprimieron un sensor flexible de lactato similar a un tatuaje temporal, como el de las calcomanías.
Este sensor contiene una enzima que, para detectarlo, elimina los electrones del lactato, lo que genera una corriente eléctrica débil. Los investigadores aplicaron este tatuaje en el brazo de 10 voluntarios sanos. A continuación, el equipo midió la corriente eléctrica producida cuando los voluntarios se ejercitaban en una bicicleta estática durante 30 minutos. De esta manera, lograron controlar continuamente los niveles de lactato del sudor a lo largo de la media hora y con diferentes cambios en la intensidad del ejercicio.
Posteriormente, el equipo dio un paso más a partir de estos resultados para hacer del tatuaje temporal una biobatería alimentada con sudor. Las baterías producen energía al pasar la corriente, en forma de electrones, desde un ánodo a un cátodo. En este caso, el ánodo contenía la enzima que eliminaba los electrones del lactato, y el cátodo contenía una molécula que aceptaba estos electrones.
Los 15 voluntarios que llevaban estas biobaterías impresas durante el ejercicio en la bicicleta produjeron diferentes cantidades de energía. Curiosamente, las personas en peor estado físico (aquellas que hacían ejercicio menos de una vez por semana) produjeron más electricidad que los que estaban en mejor forma. Los investigadores dicen que esto se debe, probablemente, a que las personas menos en forma se cansaban antes, anticipando ese proceso de glucólisis y por tanto, formando más ácido láctico.
La máxima cantidad de energía producida por una persona, dentro del grupo de baja condición física, fue de 70 microvatios por centímetro cuadrado de piel. “La corriente producida no es muy alta, pero estamos trabajando en mejorarlo, de modo que, con el tiempo, podríamos alimentar algunos pequeños dispositivos electrónicos”, refiere el Dr. Joseph Wang, responsable de la investigación.
Estas biobaterías, aún en desarrollo, ofrecen ciertas ventajas sobre las baterías convencionales, por ejemplo, se recargan más rápidamente, utilizan fuentes renovables de energía (en este caso, el sudor), y son más seguras, ya que no pueden explotar o tener fugas de productos tóxicos.
“Representan los primeros ejemplos de biosensores electroquímicos y de biocombustibles epidérmicos; potencialmente podrían ser utilizados para una amplia gama de aplicaciones en el futuro”, agrego.
Referencia: ACS