Producción de queso.
Los top semanales del Índice de la Digitalización: una ‘esponja’ hecha con residuos del queso y el tofu que captura CO₂
Esta semana destacan también un sistema que permite a los drones evitar obstáculos en milisegundos y un microrobot que podría facilitar la siembra automática.
Más información: Wake Up Box: la nueva herramienta para el 'reskilling' permanente de los líderes empresariales.
Imaginemos una esponja capaz de absorber el aire que respiramos para quedarse, literalmente, con el dióxido de carbono (CO₂) que contiene. Esa es la idea detrás de un nuevo material desarrollado por investigadores de la Escuela Politécnica Federal (ETH) de Zúrich, fabricado a partir de un ingrediente poco convencional: el suero de la leche y los residuos de la producción de tofu, dos subproductos que se generan a gran escala y que normalmente terminan en la basura.
A partir de esos desechos, los científicos extraen ciertas proteínas y las transforman en finas fibras que se convierten en pequeñas bolitas porosas cargadas con hidróxido de potasio, una sustancia básica de uso común en jabones y productos de limpieza. Al entrar en contacto con el aire, esa estructura actúa como una esponja química: atrapa el dióxido de carbono y lo retiene en su interior, con una capacidad superior a la de los métodos de captura directa más habituales.
Aunque lo más interesante, no obstante, llega justo después. Liberar ese dióxido de carbono atrapado no exige temperaturas extremas ni un gran consumo energético, como ocurre con otras tecnologías, sino bañarlas por turnos, primero en un ácido suave y luego en una base química, a temperatura ambiente. Además, las esferas pueden reutilizarse y, al estar hechas de material orgánico, son biodegradables. Un sistema más barato, sostenible y circular para retirar carbono de la atmósfera.
Esta es solo una de las innovaciones que reúne esta semana Wake Up BOX, la herramienta de reskilling que aloja el índice de digitalización Inndux 500 y publica los análisis más completos de decenas informes internacionales, agrupados en el Consenso de Tendencias.
En el top 10 de esta semana, y además de la captura de dióxido de carbono a partir de los residuos del queso o el tofu, figuran también un nuevo microrrobot que podría facilitar la siembra automática, un sistema que permite a los drones esquivar obstáculos en milisegundos durante las misiones de rescate, y una cámara 3D que calcula distancias con un consumo mínimo de energía.
Capturar CO₂ con desechos del queso
La tecnología desarrollada por la ETH de Zúrich pertenece a una familia de sistemas conocidos como captura directa de aire, cuyo objetivo es extraer dióxido de carbono directamente de la atmósfera para evitar que siga acumulándose y contribuyendo al calentamiento global. Pero muchas de las soluciones actuales requieren grandes cantidades de energía para funcionar, ya que necesitan aplicar calor o crear condiciones especiales para liberar después el CO₂ capturado y poder almacenarlo o reutilizarlo.
En este caso, y más allá de resultar un sistema más eficiente, los investigadores demostraron, durante las pruebas de laboratorio, que el material tiene una capacidad de captura entre un 10% y un 50% superior a la de algunos métodos convencionales. Otra de sus ventajas es su capacidad de reutilización, ya que las esferas podían completar al menos 30 ciclos de captura y liberación de dióxido de carbono sin pérdidas significativas de rendimiento.
Además, cuando el material deja de ser útil para este fin, puede destinarse a otros usos y ser reconvertido como fertilizante agrícola o biocombustible, ya que está formado íntegramente por materiales orgánicos biodegradables.
Por otra parte, investigadores de la Universidad de Pensilvania han desarrollado un diminuto robot blando que utiliza un simple nudo como mecanismo de propulsión. El dispositivo está formado por una fibra de menos de un milímetro de grosor, fabricada con materiales resistentes y elásticos, que acumula energía al retorcerse y anudarse. Cuando recibe calor, el nudo se afloja de forma repentina y libera toda esa energía en forma de movimiento.
El funcionamiento de este robot se basa, así pues, en la acumulación de energía mecánica generada al retorcer y anudar la fibra. Cuando la temperatura alcanza entre 60 y 90 grados Celsius, la capa exterior se contrae y deshace ligeramente el nudo, lo que desencadena una liberación repentina de dicha energía. Este proceso transforma en una fracción de segundo la energía acumulada en movimiento, y ello permite que el pequeño robot se impulse con rapidez y alcance alturas muy superiores a su propio tamaño.
Además, los investigadores comprobaron que, si se modifican variables como la forma del nudo, los materiales empleados o el grado de torsión inicial de la fibra, es posible controlar el tipo de movimiento. También incorporaron una estructura que permite estabilizar el descenso y favorecer la rotación durante la caída, una capacidad que sepodría aprovechar en aplicaciones como la siembra automatizada, ya que el dispositivo se clavaría en el suelo para depositar semillas de forma precisa.
Drones que reaccionan en milisegundos
También en la Universidad de Pensilvania, aunque en este caso junto al Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), se ha desarrollado un sistema que permite a los drones autónomos desplazarse con mayor rapidez y seguridad en entornos complejos. La tecnología está pensada para situaciones en las que existen edificios derrumbados tras un terremoto, donde estos vehículos podrían explorar zonas peligrosas y generar mapas que ayuden a los equipos de rescate a localizar supervivientes.
El sistema, denominado MIGHTY, calcula de forma casi instantánea la mejor ruta para evitar obstáculos sin perder de vista el destino. Para ello combina la planificación del recorrido y el tiempo de desplazamiento en un único proceso matemático, lo que permite generar trayectorias más fluidas y precisas. Según los investigadores, este enfoque requiere menos capacidad de cálculo que otras soluciones utilizadas actualmente. La herramienta utiliza además los datos recogidos por los sensores del propio dron para construir un mapa del entorno y actualizar continuamente la ruta. De este modo, no se necesita recalcular todo el recorrido desde cero cada vez que aparece un obstáculo, sino que se parte de una estimación inicial que se va ajustando sobre la marcha. Esto reduce el tiempo de procesamiento y facilita que el vehículo pueda reaccionar en cuestión de milisegundos ante cambios inesperados del entorno.
Una cámara tridimensional inspirada por las arañas
Por último, investigadores de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, han creado una cámara tridimensional inspirada en la visión de las arañas saltadoras, capaces de calcular distancias con gran precisión pese a contar con cerebros extremadamente pequeños. El dispositivo, denominado SpiderCam, genera mapas en tres dimensiones en tiempo real y consume menos de un vatio de energía, una cifra inferior a la de muchas luces nocturnas domésticas.
Para medir las distancias, este nuevo sistema captura dos imágenes de la misma escena con niveles de enfoque ligeramente distintos y analiza las pequeñas diferencias de nitidez entre ambas. A partir de esa información, calcula la distancia a los objetos y reconstruye la profundidad del entorno. Este método es mucho más sencillo del que utilizan la mayoría de las cámaras 3D actuales, que suelen requerir de varias cámaras diferentes o de la emisión de señales luminosas.
Respecto al procesamiento de imágenes, los científicos lo han incorporado en un chip de bajo consumo diseñado para realizar esta tarea de forma eficiente. Así, el prototipo actual es capaz de generar más de 30 mapas de profundidad por segundo con un gasto energético muy reducido. Una tecnología que podría facilitar el desarrollo de gafas inteligentes, dispositivos de asistencia, robots o drones que necesiten orientarse en su entorno sin depender de grandes baterías.
