Un equipo de científicas argentinas desarrolló un modelo de supercapacitador de cannabis a base de residuos de cáñamo. Se trata de almacenadores de energía de alta potencia que se utilizan como complemento en las baterías de celulares, automóviles y computadoras. Florencia Jerez, ingeniera química y becaria doctoral del CONICET, explicó a THC los detalles de este novedoso avance científico.
Las baterías de todos los dispositivos electrónicos suelen estar complementadas con un supercapacitor: un almacenador de alta potencia que entrega energía en pocos segundos, interviene en el arranque de los aparatos y protege a las baterías de las fluctuaciones o picos de potencia.
Así, permite que la batería aporte su energía continua una vez que el sistema se encuentra funcionando de forma estable. En la actualidad, estos elementos se utilizan en cualquier producto con componentes eléctricos, como colectivos, electrodomésticos y celulares.
En Argentina, los capacitores son íntegramente importados y utilizan materiales que no suelen ser sostenibles. Por eso toma relevancia este desarrollo de especialistas de la Universidad del Centro de la provincia de Buenos Aires (Unicen) junto a investigadoras de la Universidad Nacional de San Juan (UNSJ).
Florencia Jerez, becaria doctoral del CONICET e integrante del proyecto de investigación, habló con THC y dio detalles del proceso, además de resaltar la importancia del diseño y la fabricación local de carbones activados (usando entre otras cosas restos de cannabis) que permiten a los supercapacitores funcionar. Una inversión en este desarrollo podría no solo sustituir importaciones, sino generar menos residuos.
¿Cómo se hacen los supercapacitadores de cannabis?
“Las baterías tienen adentro materiales que brindan energía porque entre ellos ocurre una reacción química. Es decir, los materiales se van degradando y en esa degradación de componentes se genera energía” explica Florencia a THC.
“En los supercapacitores, lo que hace el carbón activado es almacenar la energía en forma de carga adentro del material. En este almacenamiento físico hay un electrolito -una solución con iones- que cuando se le aplica una diferencia de potencial, se carga con iones que se meten en los agujeros del material -los carbones activados son muy porosos- y esto permite que las cargas extra de los iones cargados queden almacenados.”
“Nosotros usamos como material de almacenamiento de energía estos carbones activados, y lo que hicimos fue realizarlos en base a residuos de cannabis, pero también lo hemos hecho con mate y olivo, ya que generalmente los vegetales tienen un gran contenido de carbón. Cuando uno somete a calor y a un proceso térmico a cualquier vegetal, es como que se va comiendo la estructura y quedan los agujeros. De esta manera, se puede hacer con cualquier material vegetal de diferentes industrias.”
¿Hay producción nacional de estos componentes?
El carbón activado en nuestro país se utiliza mucho, y no solamente para almacenar energía sino para purificadores de agua y aire, por ejemplo. Actualmente, el 80% del carbón activado se importa, y hay dos fábricas en el país en Entre Ríos y Córdoba. Ambas producen a partir de cortezas de árbol y carozos de durazno. Lo que sucede es que la inversión inicial para montar una planta piloto es bastante grande, y el carbón activado importado es bastante barato.
Entonces, de alguna manera, no ha habido interés de reemplazar esas importaciones por un producto nacional. A finales del año pasado, nosotros estábamos a punto de montar una planta piloto para empezar a trabajar.
Lo que estamos intentando demostrar es que es fácil y no es tan caro. Diseñamos un proceso diferente a lo que se hace en el mundo y en Argentina, contemplando el uso de maquinaria nacional. Lo cierto es que no se venía pensando en la conveniencia de poder sacarnos de encima todo el residuo y además producir un material valioso para la industria.
¿Cómo obtuvieron la financiación para el proyecto?
En el 2022 salió una convocatoria desde el Ministerio de Ciencia y Técnica que buscaba integrar la cadena de producción del cannabis, para propiciar una economía circular y que todas las partes de la producción del cannabis tuvieran su retribución económica, incentivando la implementación de diferentes proyectos. Nosotros nos presentamos para trabajar con residuos de la industria del cannabis medicinal, con nuestros carbones activados y enfocándonos en la disminución de contaminantes.
Ganamos la financiación y estuvimos a punto de montar el lugar y empezar a hacer los experimentos. Pero ahora obviamente está todo trunco. Cuando ganamos, a fines del año pasado, la financiación era de 10 millones de pesos y alcanzaba para arrancar la planta piloto. Ahora es como si nunca hubiera existido. El ministerio ya no existe, y en el Gobierno no designan responsables en el área. No hay nadie que firme la resolución para enviar la plata y así van seis meses.
De todos modos, esa plata ahora no nos alcanza ni para comprar un horno. Y lo cierto es que el interés de los empresarios y productores ya no está tan presente. El foco no está en el ambiente sino en el rédito económico, que obviamente nosotros pensamos en eso pero no era lo principal. Los resultados son buenos, inclusive mejores que los carbones activados comerciales importados, pero el interés ya no es el mismo. El impacto en Latinoamérica de crear algo así hubiese sido enorme.
Es importante decirlo, este modelo se presenta como incentivador de inversiones en la Argentina pero en realidad, la verdad es que está matando la ciencia. La ciencia es la que incentivaba todo esto, generaba contactos con gente en el exterior, y una no entiende cuál es la lógica de todo esto porque en realidad se nos está aplacando como industria.
¿Cómo se generó el contacto con el grupo de investigación en San Juan?
Acá en Olavarría -de donde soy- trabajamos siempre diseñando materiales para almacenar energía. No trabajábamos con carbón, pero cuando empecé mi doctorado en CONICET empezamos a trabajar en la valoración de la yerba mate para obtener energía y vimos que era posible hacer esto de los carbones.
En San Juan ellas se especializan en la producción de carbones activados para otras aplicaciones, y como no somos muchos los que trabajamos en estas temáticas de almacenamiento de energía en Argentina, nos contactamos y empezamos a trabajar en conjunto. La verdad es que se hizo un grupo de trabajo muy lindo, nos han salido varios proyectos en común. Fuimos compartiendo nuestros conocimientos para crecer juntos así, a la distancia, pero alguna vez hemos podido ir y ellas venir y fue un enriquecimiento mutuo.
En el marco de los proyectos vinculados al cannabis, hay un grupo de investigación que se dedica al estudio de los principios activos de la flor de cannabis, tienen un cultivo experimental donde van variando las diferentes condiciones de cultivo y viendo cómo eso afecta a las propiedades activas. Tenían un montón de residuos -tallos, hojas y raíces- y empezamos a trabajar con ese material.
Después, en San Juan también empezaron a haber plantaciones de empresas y fueron a la facultad con la inquietud de qué podían hacer con los residuos. Nosotros ya veníamos trabajando con esa pequeña cantidad de residuos, entonces nos aliamos con esa empresa, CanMe (Cannabis Medicinal San Juan Sociedad del Estado), y eso nos permitió trabajar con residuos a una escala industrial.
Cada residuo tiene su particularidad, pero todas son materias vegetales. Lo que ocurre con el cannabis es que es una industria incipiente en Argentina, y en su momento había interés del Estado en llevar la problemática de esta nueva industria hacia una economía circular.
¿Se encuentran trabajando en algún otro proyecto vinculado al uso de residuos de cáñamo?
En la facultad de Ingeniería de la Unicen, en el núcleo de investigación del INTELYMEC (grupo de Investigación Tecnológica en Electricidad y Mecatrónica) donde trabajo, nos dedicamos a lo que es el desarrollo de robots para adquisición de datos. Entonces tenemos algunos robots e intentamos mejorar la eficiencia de los sistemas de suministro de energía de esos robots. La idea entonces es usar estos supercapacitores en esa tarea. Es algo interdisciplinario, trabajamos con gente de electromecánica y que hace industria 4.0, industrias neuronales, inteligencia artificial y manejo de robots.
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Quienes componen el equipo de investigación de la Unicen, además de Jerez, son el ingeniero Federico Ponce y la Dra. Pamela Ramos: sus trabajos y avances pueden encontrarse acá. Las Dras. Marcela Bavio, Arminda Mamaní y Fabiana Sardella componen el equipo de San Juan.