Investigadores alemanes desarrollan placas de circuito compostables con residuos de ácido cítrico y hasta un 56% menos de huella de CO₂.
- 🍄 Micelio industrial convertido en material electrónico.
- ♻️ Residuo de la producción de ácido cítrico como materia prima.
- 🌍 Hasta un 56 % menos de huella de carbono.
- 🔌 Componentes electrónicos recuperables tras el uso.
- 🌱 Placa biodegradable y compostable al final de su vida útil.
- 💧 Desintegración controlada en agua para facilitar el desmontaje.
- 📡 Aplicaciones potenciales en sensores, juguetes y dispositivos de baja frecuencia.
Placas de circuito compostables fabricadas con residuos de la industria del ácido cítrico reducen hasta un 56 % su huella de carbono
Del residuo de una industria alimentaria a una placa de circuito funcional
La electrónica moderna depende de materiales diseñados para durar. Mucho. El problema aparece cuando un juguete conectado, un sensor ambiental o un pequeño dispositivo deja de funcionar después de unos pocos años y su placa electrónica permanece durante décadas como un residuo difícil de desmontar y reciclar.
Un equipo de la TU Bergakademie Freiberg, en Alemania, ha desarrollado una alternativa que cambia el enfoque desde el propio diseño del circuito impreso. La propuesta utiliza micelio del hongo Aspergillus niger procedente de la producción industrial de ácido cítrico para fabricar el soporte sobre el que se instalan los componentes electrónicos.
El material, denominado AnimatPCB, aprovecha una biomasa residual que normalmente tiene escaso valor añadido y la transforma en una placa rígida mediante un proceso basado en moldeado y secado al aire.
El resultado es una lámina de aproximadamente 5 mm de espesor y una densidad de 1,23 g/cm³, un valor cercano al de algunos materiales empleados actualmente como sustratos de circuitos impresos.
Lo interesante no está únicamente en sustituir plástico por materia biológica. La investigación plantea una forma distinta de fabricar dispositivos electrónicos pensando desde el principio en qué ocurrirá con ellos cuando dejen de utilizarse.
Un material biológico capaz de soportar componentes electrónicos
El micelio es la estructura formada por la red de filamentos microscópicos que permite crecer a los hongos. Cuando se procesa correctamente puede convertirse en un material ligero, resistente y moldeable.
Durante los ensayos, los investigadores comprobaron que las placas obtenidas presentaban buen comportamiento mecánico y estabilidad frente al calor, dos requisitos importantes para soportar procesos habituales de fabricación electrónica.
Sobre las placas de micelio se depositaron circuitos mediante escritura directa con tinta conductora y también mediante técnicas convencionales de grabado. Después, los componentes electrónicos se instalaron utilizando soldadura manual.
El resultado fue un prototipo funcional capaz de demostrar que ciertos dispositivos electrónicos pueden construirse sobre un soporte de origen biológico.
Aún queda camino. Las propiedades eléctricas del material están por debajo de las ofrecidas por las placas convencionales de fibra de vidrio y resina epoxi.
Por ahora, su campo más realista se encuentra en circuitos de baja frecuencia y dispositivos con requisitos electrónicos moderados.
Sensores ambientales, etiquetas inteligentes, dispositivos educativos, juguetes electrónicos o determinados productos de consumo podrían convertirse en los primeros candidatos.
Justo ahí existe un problema importante: muchos de estos productos tienen una vida útil corta, mientras sus materiales permanecen en el medio ambiente durante décadas.
El problema oculto dentro de casi cualquier dispositivo electrónico
Una placa de circuito impreso convencional suele estar fabricada con fibras de vidrio unidas mediante resinas epoxi derivadas de materias primas fósiles.
Esta combinación ofrece resistencia mecánica, aislamiento eléctrico y estabilidad térmica. También dificulta enormemente su tratamiento cuando el dispositivo llega al final de su vida útil.
Separar la resina, las fibras de vidrio, los metales y los componentes electrónicos requiere procesos complejos.
En muchos casos, la recuperación se concentra en los materiales de mayor valor económico, como cobre, oro, plata o paladio. El resto puede terminar incinerado, almacenado o eliminado como residuo.
La situación adquiere otra dimensión cuando se observa el crecimiento mundial de los residuos electrónicos.
Según las estimaciones recogidas en el Global E-waste Monitor, la generación mundial de residuos electrónicos podría alcanzar alrededor de 82 millones de toneladas anuales en 2030.
Ordenadores, teléfonos móviles y grandes electrodomésticos forman parte del problema. También millones de dispositivos pequeños: sensores, juguetes electrónicos, accesorios conectados, etiquetas inteligentes y productos baratos cuya reparación rara vez resulta económicamente viable.
Por eso, cambiar los materiales utilizados en los circuitos impresos puede tener consecuencias importantes.
Una huella de carbono hasta un 56 % inferior
El equipo investigador realizó un análisis del ciclo de vida del nuevo material para comparar su impacto climático con el de una placa convencional.
Los resultados indican que el sustrato fabricado con micelio puede presentar una huella de carbono hasta un 56 % inferior.
La reducción procede de varios factores.
En primer lugar, la materia prima es un subproducto industrial existente, por lo que no requiere producir una biomasa específica para fabricar las placas.
También desaparece la necesidad de utilizar determinadas resinas fósiles presentes en los circuitos convencionales.
El proceso de fabricación propuesto utiliza moldeado y secado al aire, operaciones potencialmente menos intensivas en energía que algunos procesos industriales empleados para producir materiales compuestos.
La ventaja climática, no obstante, dependerá de cómo se fabrique el producto a gran escala. El consumo energético del secado, el transporte de la biomasa, los tratamientos necesarios para estabilizar el material y la electricidad utilizada durante la producción pueden modificar considerablemente el balance ambiental.
Hay otro detalle importante. Utilizar residuos industriales como materia prima permite aprovechar flujos de biomasa ya disponibles en lugar de competir por tierras agrícolas o cultivar recursos destinados exclusivamente a fabricar nuevos materiales.
Diseñar circuitos pensando en desmontarlos
Uno de los aspectos más interesantes de AnimatPCB aparece cuando el dispositivo llega al final de su vida útil.
La placa puede degradarse biológicamente y desintegrarse mediante tratamiento con agua, facilitando la separación de los componentes electrónicos instalados sobre ella.
Los investigadores comprobaron que algunos transistores podían recuperarse manteniendo su funcionalidad.
Esto abre una vía especialmente interesante para la economía circular.
En la actualidad, buena parte del reciclaje electrónico se centra en recuperar materiales. El cobre vuelve a convertirse en cobre. El oro se refina. Otros metales regresan a los procesos industriales.
Recuperar componentes electrónicos completos y funcionales puede conservar una parte mayor del valor económico, energético y material incorporado durante su fabricación.
Un transistor reutilizado evita fabricar otro desde cero.
La idea encaja con estrategias de diseño circular basadas en facilitar el desmontaje, la reparación y la recuperación de componentes antes de recurrir al reciclaje de materias primas.
No todos los circuitos necesitan durar varias décadas
La industria electrónica utiliza materiales extremadamente resistentes incluso en productos concebidos para funcionar durante periodos muy cortos.
Ahí aparece una contradicción difícil de ignorar.
Un sensor agrícola desplegado durante una campaña, un dispositivo de seguimiento logístico o un juguete electrónico barato pueden tener una vida útil de meses o pocos años. Su placa de circuito, en cambio, puede permanecer mucho más tiempo como residuo.
Los materiales biodegradables podrían resultar especialmente útiles en la llamada electrónica transitoria, dispositivos diseñados para funcionar durante un periodo determinado y desaparecer, degradarse o desmontarse de manera controlada después.
Ya existen investigaciones sobre sensores biodegradables para agricultura, dispositivos médicos temporales y sistemas electrónicos destinados al seguimiento ambiental.
AnimatPCB añade una posibilidad adicional: aprovechar residuos procedentes de procesos industriales existentes para fabricar estos soportes.
El gran reto: humedad, durabilidad y producción industrial
El agua representa uno de los principales obstáculos para los materiales fabricados con micelio.
Las placas convencionales deben conservar sus propiedades eléctricas y mecánicas durante años en condiciones ambientales muy diferentes.
El nuevo material todavía necesita mejorar su resistencia a la absorción de humedad.
Los investigadores señalan además la necesidad de evaluar las placas mediante estándares industriales utilizados en la fabricación de circuitos impresos, entre ellos IPC-A-600 y DIN EN 60249-1.
Superar estas pruebas permitiría conocer mejor su comportamiento frente a defectos, variaciones térmicas, humedad y esfuerzos mecánicos.
También será necesario desarrollar procesos de fabricación automatizados.
La soldadura manual y la producción de prototipos funcionan en un laboratorio. Una fábrica necesita fabricar miles o millones de unidades con dimensiones homogéneas, superficies estables y propiedades reproducibles.
Ahí estará una parte importante del trabajo futuro.
La electrónica circular necesita cambiar los materiales
La Unión Europea lleva años intentando mejorar la gestión de los residuos electrónicos mediante la legislación sobre residuos de aparatos eléctricos y electrónicos, las políticas de ecodiseño y las iniciativas destinadas a favorecer la reparación y prolongar la vida útil de los productos.
Pero reparar más y reciclar mejor no resuelve todo el problema.
Cada año aparecen nuevas categorías de dispositivos conectados. Sensores distribuidos por ciudades, agricultura de precisión, edificios inteligentes, sistemas logísticos y productos domésticos incorporan cantidades crecientes de electrónica.
La expansión del Internet de las Cosas puede multiplicar el número de pequeños circuitos introducidos en el mercado.
Fabricarlos con materiales diseñados para permanecer durante décadas podría trasladar una enorme carga ambiental a las generaciones futuras.
Los materiales biológicos permiten plantear otra estrategia: adaptar la durabilidad del soporte electrónico a la vida útil real del producto.
Un dispositivo diseñado para funcionar durante dos años quizá no necesite una placa capaz de permanecer prácticamente inalterada durante varias décadas.
De residuo industrial a materia prima tecnológica
La producción mundial de ácido cítrico utiliza ampliamente Aspergillus niger para transformar azúcares mediante procesos de fermentación.
Después de la producción queda una cantidad considerable de biomasa fúngica.
Convertir ese material en placas electrónicas representa un ejemplo práctico de simbiosis industrial: el residuo generado por una actividad productiva se convierte en materia prima para otra.
Este enfoque puede reducir costes ambientales y evitar la creación de nuevas cadenas de suministro.
Además, la fabricación de materiales a partir de micelio se está investigando en sectores como los envases, el aislamiento de edificios, los paneles acústicos y determinados productos sustitutivos de materiales plásticos.
La electrónica amplía considerablemente ese horizonte.
No se trata únicamente de fabricar materiales biodegradables. La cuestión relevante es conseguir materiales biológicos capaces de cumplir funciones técnicas exigentes.
Potencial
AnimatPCB muestra que parte de la electrónica futura podría fabricarse con materiales procedentes de residuos industriales y diseñarse para facilitar su desmontaje cuando termine su vida útil.
El mayor potencial se encuentra en los dispositivos producidos en grandes cantidades y utilizados durante periodos relativamente cortos.
Sensores agrícolas biodegradables podrían reducir la necesidad de recoger miles de pequeños dispositivos desplegados sobre grandes superficies.
Sistemas de monitorización ambiental podrían utilizar soportes con una duración ajustada al tiempo necesario para completar una campaña de medición.
Juguetes y productos electrónicos económicos podrían incorporar placas más fáciles de desmontar, permitiendo recuperar componentes antes de tratar el resto del dispositivo.
También existe una oportunidad para crear centros de recuperación capaces de desmontar circuitos mediante procesos suaves, conservar componentes funcionales y reincorporarlos a nuevas cadenas productivas.
La reducción de emisiones durante la fabricación es importante. Evitar que millones de pequeños circuitos terminen convertidos en residuos difíciles de gestionar puede serlo todavía más.
El reto consiste en desarrollar materiales que funcionen correctamente durante el tiempo necesario y después puedan desaparecer del ciclo productivo sin dejar una carga ambiental durante décadas.
Ahí está la idea de fondo. La electrónica del futuro no solo tendrá que ser más eficiente mientras funciona. También deberá estar diseñada para dejar de ser un problema cuando ya nadie la necesite.
Vía Freiberg University of Mining and Technology
Más información: Nina Oehlsen et al, From biotechnological residues to biodegradable printed circuit boards: Aspergillus niger mycelium as a structural support material, Cleaner Materials (2026). DOI: 10.1016/j.clema.2026.100416
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