¿Cómo pueden las plantas cambiar nuestro futuro?
Producir energía eléctrica aprovechando la interacción entre bacterias y fotosíntesis vegetal sí es posible. Vamos a ver como.
La principal fuente de energía que permite el abastecimiento de todos los seres vivos en la tierra es el carbono, más específicamente el dióxido de carbono (CO2) que se encuentra en nuestra atmósfera. La producción de las biomoléculas comienza con los procesos accionados por el sol, el mayor generador de energía renovable del planeta. La gran estrella luminosa irradia con ondas electromagnéticas la atmósfera y una pequeña parte de esta energía llega a los organismos fotoautótrofos, los cuales a través de la fotosíntesis elaboran sustancias para su proprio sustentamiento y el de los organismos heterótrofos.
El proceso de la fotosíntesis, en la primera fase de luz, permite a la planta interceptar a través de la ayuda del pigmento clorofila, una cierta longitud de onda específica de los rayos del sol, denominada PAR (radiación activa de la fotosíntesis). Activa la producción de energía "excitando" electrones, que se mueven a un nivel superior para luego volver a su lugar original. Este movimiento provoca una liberación de energía que la planta transforma en energía química (moléculas de ATP y NADHP) que se utiliza durante la segunda fase. Durante la fase oscura, la CO2 entra en la planta gracias a aberturas en las hojas llamados estomas y se transforma a través de una serie de reacciones químicas en oxígeno y azúcares simples, como la glucosa, utilizando las moléculas de alto rendimiento energético creadas durante la primera fase. La siguiente fórmula resume el proceso:
CO2 (dióxido de carbono) + 6 H2O (agua) + Luz → C6H12O6 (glucosa) + 6 O2 (oxígeno)
Una vez que la reacción ha terminado, la planta distribuye los recursos (carbono) obtenidos durante el proceso: una parte va dirigido hacia la respiración celular y otra para la producción de los diferentes órganos que la componen (hojas, tallo y raíces) según las necesidades que tiene respecto al entorno en el que se encuentra. Mientras que los excedentes se liberan en el suelo para alimentar las formas eterotrofas que habitan el suelo. Las bacterias que se encuentran en la tierra desempeñan una serie de actividades esenciales en el mantenimiento de las características del suelo, indispensable para el crecimiento de la planta junto con otros factores físicos. Por lo tanto, tienen un papel muy importante, no sólo en el marco ecosistémico del microentorno de la planta, sino también en el desarrollo de una idea revolucionaria que cambiará definitivamente nuestro sustento energético si se aplica adecuadamente: la producción de electricidad a través de la de la fotosíntesis. Esta hipótesis parece ser parte de un libro de ciencia ficción de Asimov, que, por cierto, había imaginado muchos acontecimientos que luego se han producido realmente inspirando al progreso científico. La obtención de energía eléctrica a través de la fotosíntesis no es fruto de la imaginación, ya que la investigación, la experimentación y el desarrollo de prototipos lo ha hecho casi realidad. Todas las aplicaciones de esta idea se basan en el mismo principio. La planta hace la fotosíntesis y el exceso de glucosa es asimilado por las bacterias. Este paso genera un potencial electroquímico en el metabolismo microbiano donde los electrones se mueven produciendo energía. La cual puede ser posteriormente captada por estructuras introducidas en el suelo, una especie de electrodos. Los primeros modelos experimentales eran simples proyectos escolares iniciados en algunas escuelas superiores de América del sur, con un bajo grado de eficiencia energética. El siguiente paso fue hecho por la UTEC (Universidad de ingeniería y tecnología de Lima, Perú). Donde un grupo de estudiantes e investigadores crearon Plantalámparas. Una lámpara alimentada con la energía de las plantas. Han sido capaces de proporcionar luz a las poblaciones de las zonas más remotas de la Amazonas, mejorando la calidad de vida de los indígenas.
Otro proyecto importante es Plant-e, una spin-off que colabora con la "Ambiental technology of Wageningen University" en Holanda, que incluye el montaje de módulos diseñados para producir electricidad a través de la fotosíntesis. Por desgracia, todavía tienen una prestación insuficiente.
El modelo más avanzado en este momento, es el de Bioo-Lite.
Una colaboración creada entre la Arkyne technologies y tres estudiantes de distintas universidades españolas: Rafael Rebollo, Pablo M. Vidarte y Javier Rodríguez. A través de una recaudación de fondos por internet han logrado obtener los recursos necesarios para el desarrollo posterior del proyecto. En el curso de este crowdfunding se han puesto en venta los primeros ejemplos de plantas en macetas, que permiten recargar un teléfono móvil con un cable USB hasta 3 veces al día con una potencia de 3.5 voltios, el equivalente de una puerta USB del ordenador. Las condiciones futuras son prometedoras, se espera que se puedan crear paneles de 1 metro x 1 metro capaces de generar energía de 3 a 40 vatios (28 Kwh-280 Kwh por año), por lo que 100 metros cuadrados de superficie, dependiendo de las especies vegetales utilizadas, serán suficientes para proporcionar la energía necesaria para la casa de una hipotética familia media. Un gran número de estudiantes y profesores están llevando a cabo investigaciones de este tipo en Italia, España, India, América, China, Francia, Alemania... todos dominados por la curiosidad y el deseo de crear una solución económica y ecológica para aprovechar de nuevas formas de energía renovable. Imaginen por un momento las ciudades del futuro: llenas de plantas que no "sólo" producen oxígeno y comida, sino que también son capaces de generar toda la energía eléctrica que nuestra sociedad moderna necesita de forma limpia y sustentable.
Carmen Maya Posta
