El método matemático que alargará la batería de tu móvil

Son esenciales para el funcionamiento de teléfonos móviles y coches eléctricos, incluso las usan los aviones, pero al mismo tiempo son su punto débil. Las baterías de litio, con el uso, empiezan a durar menos, a calentarse… Son el gran quebradero de cabeza de los fabricantes de móviles, incapaces de optimizar el rendimiento de las baterías sin restar potencia a los terminales. Y es lo que frena el desarrollo de los coches eléctricos, que solo tienen autonomía para unos 200 kilómetros. Un equipo de matemáticos españoles de la Universidad Complutense de Madridha dado con el método que solucionará estos problemas.

«Hemos encontrado un método matemático que se traducirá en la optimización de las baterías», explica a ABC Jesús Ildefonso Díaz, director del Instituto de Matemáticas Interdisciplinar de la UCM.

«Es una primicia mundial: mucha gente llevaba 25 años esperando lo que hemos presentado en los cursos de verano de El Escorial. Nos hemos adelantado a investigadores de universidades estadounidenses, británicas y francesas».

El equipo de Díaz ha partido del modelo propuesto por el profesor Newman, de Berkeley, en 1991. «Propuso un sistema de funcionamiento de las baterías de litio en el que intervienen factores electroquímicos, medios porosos a escalas nanoscópicas, con unas reacciones moleculares muy complicadas. Pero carecía de un tratamiento matemático que justificase que el modelo tenía solución para simularlo con la potencia de los ordenadores. Nadie había sido capaz de demostrar que lo que decía este norteamericano era cierto cuando algunos parámetros se eligen adecuadamente», dice el también miembro de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales.

Esto significa que ahora se podrá afinar en las investigaciones sobre cómo mejorar el rendimiento de las baterías de litio. «Hemos encontrado el rango de parámetros en el que el modelo de Newman está bien planteado. Y a partir de ahí pueden venir una cantidad de mejores increíbles. Ya sabemos dónde buscar», afirma Díaz. Explica su descubrimiento comparándolo con el desarrollo de la aviación: «El primer vuelo fue algo así como de un kilómetro en línea recta. La matemática ayudó a entender las razones por las que podía volar y convirtió la aviación en uno de los mayores logros de nuestra época».

Aplicaciones futuras

Este avance, a largo plazo, no solo permitirá que los móviles tengan más autonomía y cuesten menos, sino que impulsarán el desarrollo de los coches eléctricos. Repsol, que financia investigaciones para encontrar alternativas al coche convencional, ya se ha interesado por este hallazgo, así como especialistas de la Universidad de Santiago de Compostela. «Las baterías de los coches eléctricos tienen una subsistencia de poco más de 200 kilómetros. Se espera que en menos de 15 años superen los 1.000. Nuestro tratamiento matemático permitirá el uso masivo de ordenadores para facilitar estos avances», indica Díaz.

Otra aplicación práctica de esta técnica podría afectar incluso a los aviones. Las baterías se calientan y pueden llegar a arder. Ha habido accidentes de aviones, en tierra tras aterrizar, por un uso incontrolado de estas baterías. Ahora se saben los motivos. «El reto está lanzado: sustituir o al menos minimizar el uso de combustibles fósiles. Es una meta muy noble, aunque no se alcanzará más que a largo plazo. Aquí también importan los avances de la química y la nanotecnología», dice Díaz, que insiste en que este es un un «triunfo de la ciencia multidisciplinar». Sus resultados también serán de utilidad a la ingeniería y a la electroquímica.

Díaz espera publicar lo antes posible las investigaciones presentadas en el curso de verano que dirige en El Escorialy un miembro de su equipo las presentará el lunes en un congreso en Orlando (EE.UU). El siguiente paso será empezar a aplicarlo para mejorar las simulaciones numéricas de los ordenadores sobre el funcionamiento de las baterías de litio. La redacción del artículo les ha llevado menos de un año, aunque uno de los colaboradores de Díaz investigó durante meses el tema en Oxford (Reino Unido). «A nuestra formación, con un importante sello francés, hemos añadido los avances de la escuela de Oxford, y luego hemos aplicado matemáticas madrileñas», resume el matemático.