El mercado
En 2009, el mundo desechó aproximadamente 40 000 millones de baterías pequeñas. Esto impulsó la demanda de metales raros. El cobalto es esencial para las baterías recargables. El Prius híbrido no funcionaría sin neodimio. Aunque los volúmenes por unidad son pequeños, incluso pequeñas variaciones en la demanda de metales raros pueden provocar que los precios suban o bajen diez veces. Las industrias se enfrentan a la incertidumbre sobre el suministro futuro y están cubriendo sus posiciones, ya que la demanda de baterías para audífonos, marcapasos, teléfonos móviles, reproductores MP3 y relojes podría alcanzar los 100 000 millones de unidades anuales a nivel mundial en un plazo de tres a cinco años. Prevemos un mercado minorista con un valor de 100 000 millones de euros anuales.
La demanda de estos metales raros está siendo impulsada por la introducción de tecnologías verdes, como las turbinas eólicas y las baterías ecológicas. Si a esto se suma el creciente apetito de los consumidores chinos por estos materiales raros, los expertos predicen una fuerte contracción en la próxima década. La mayor parte del suministro de renio, cobalto, neodimio y samario proviene de unas pocas minas ubicadas en regiones remotas de Mongolia Interior, Siberia y la República del Congo, y por lo tanto está sujeta a climas rigurosos e incertidumbres políticas. En este contexto, no sorprende que los fondos de capital riesgo estén invirtiendo fuertemente en el desarrollo de una amplia cartera de baterías verdes innovadoras.
Innovación
Las baterías verdes no son una solución a los desafíos descritos; son una transición. Si bien las fuentes de energía verde sustituyen el cadmio y el mercurio por litio y níquel, estas baterías, supuestamente ecológicas y menos dañinas para el medio ambiente y la salud, dependen de cantidades diminutas de tierras raras que requieren minería, fundición y emisiones de carbono que contribuyen al cambio climático.
Las recientes innovaciones en suministro de energía del Instituto Fraunhofer (Alemania), uno de los principales centros de investigación aplicada del mundo, ofrecen un enfoque diferente. Peter Spies y sus colegas han diseñado un teléfono celular que funciona sin baterías. La diferencia de temperatura entre el cuerpo y el teléfono proporciona suficiente energía para mantenerlo en modo de espera. La conversión de las ondas sonoras creadas por la voz en corriente eléctrica mediante un dispositivo piezoeléctrico alimenta la llamada, mientras hablamos. Cuanto más se habla, más larga es la llamada. Esta es una ciencia existente que ha alcanzado el éxito, ya que el mismo equipo ha diseñado dispositivos telefónicos que requieren aún menos energía.
Independientemente de esta investigación, Jorge Reynolds, uno de los inventores del marcapasos, demostró su capacidad para reducir la resistencia a la corriente inspirándose en la producción y distribución de energía eléctrica mediante nanocables de carbono. Anteriormente, una ballena era un perro. Por lo tanto, para mantener el mismo nivel de potencia de pulso, el corazón de la ballena debía mejorar su conductividad, y lo logró biológicamente. Es la combinación de una resistencia reducida, como la imaginó Reynolds, y una menor demanda energética, como la demostró Fraunhofer, lo que permite redefinir la potencia para la electrónica miniaturizada, eliminando finalmente las baterías.
El primer flujo de caja
Introducir un nuevo marcapasos sin batería requiere años de investigación, una inversión de capital significativa y quizás incluso una década de paciencia para obtener las aprobaciones gubernamentales. Eliminar las baterías de los teléfonos celulares implica una reestructuración completa de la gestión de la cadena de suministro. Esta no es una solución viable a corto plazo. Por eso, Reynolds ha reunido un equipo en Asia y Latinoamérica para lanzar innovaciones al mercado. La primera aplicación es un dispositivo sin batería para medir la temperatura corporal de forma inalámbrica. El potencial de mercado es considerable. Esta innovadora aplicación no compite con los dispositivos electrónicos existentes.
Está bien establecido que la temperatura corporal de una mujer aumenta cuando ovula. Un simple parche adherido a la ropa interior podría medir la temperatura corporal y compararla con la de un modelo registrado en un sitio web privado. Si la temperatura aumenta más de medio grado Celsius en comparación con el promedio diario, existe un alto grado de certeza de que se ha producido la ovulación. Hoy en día, la anticoncepción se basa principalmente en el control químico mediante la píldora. Esta innovación sin pilas permite un control sencillo y no invasivo del comportamiento social sin el uso de productos químicos.
La oportunidad
El uso de pilas se ha vuelto habitual y la mayoría de los diseñadores de productos lo dan por sentado. Los relojes representan un segmento enorme. Sin embargo, los relojes sin pilas suelen ser caros y requieren un mayor número de piezas, lo que incrementa los costes de montaje, mientras que los relojes con pilas funcionan con pocos componentes electrónicos. Los relojes sin pilas son solo un objetivo a largo plazo.
El potencial para entrar en el mercado de dispositivos sin batería reside en aplicaciones de microelectrónica móvil de alta gama, donde el coste de la electricidad por kilovatio-hora es elevado y el tamaño de la batería resulta incómodo. El primer mercado que viene a la mente tras el parche es el de los audífonos. El coste de un kilovatio-hora supera los 100 €, y un audífono cuesta 2.000 €. Este elevado coste permite diseñar un sustituto de una fuente de energía alimentada por baterías que se alimenta mediante las diferencias de temperatura corporal. El audífono se coloca fuera del cuerpo, mientras que el generador de impulsos se canaliza dentro del oído. Esto permite un intercambio de calor lo suficientemente potente como para alimentar el diminuto dispositivo. Este dispositivo sin batería es más ligero, menos visible y menos costoso. Estas son mejoras importantes respecto al estándar actual, que es muy costoso.
Reynolds diseñó entonces un electrocardiograma (ECG) portátil que monitoriza la frecuencia cardíaca durante 24 horas mediante un simple parche, equipado con electrónica avanzada que permite leer la frecuencia cardíaca las 24 horas sin baterías ni cables. Imaginen si alguien pudiera monitorizar en línea el estado cardíaco de los mejores ciclistas del próximo Tour de Francia mientras recorren los Alpes.
Reemplazar las baterías sin usarlas es una realidad. Gracias a que estas tecnologías centrales son de código abierto, ofrecen una plataforma para emprendedores, sin sobrecargar el medio ambiente con la minería, la fundición y la eliminación de residuos tóxicos, a un menor costo y con mayor comodidad. Este es un nuevo modelo de negocio competitivo en desarrollo que incluso podría inspirar a las empresas mineras y de baterías a lanzar una auténtica iniciativa de minería urbana para cerrar el círculo.
