<\/SPAN> <\/P> [Grupo de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica. Universidad de Alcal\u00e1]<\/SPAN><\/P><\/SPAN> Con el mismo concepto que el de las pilas de hidr\u00f3geno que se prueba ya en coches, algunos laboratorios intentan desarrollar desde hace unos a\u00f1os otro tipo de c\u00e9lulas de combustible, en este caso microbianas. Aunque hace casi cien a\u00f1os que se describi\u00f3 por primera vez la generaci\u00f3n de peque\u00f1as corrientes el\u00e9ctricas en presencia de microorganismos, no ha sido hasta ahora que ha comenzado a investigarse a fondo en los laboratorios y las pilas microbianas se encuentran todav\u00eda en fases muy iniciales. Aun as\u00ed, como precisa Esteve Nu\u00f1ez, en menos de cinco a\u00f1os la potencia el\u00e9ctrica generada con estas biopilas se ha multiplicado por mil. <\/A>
Se trata de un campo muy novedoso, en el que un equipo de investigadores espa\u00f1oles del Centro de Astrobiolog\u00eda (CAB) y el Instituto de Electroqu\u00edmica de la Universidad de Alicante, junto con otro argentino de la Universidad de Mar del Plata, ha dado un paso relevante: registrar con t\u00e9cnicas espectrosc\u00f3picas la transferencia directa de electrones entre una bacteria viva y un electrodo de oro en un espacio de cinco nan\u00f3metros.
\u201cNunca antes se hab\u00eda conseguido visualizar de forma clara este proceso, pues dentro de una c\u00e9lula existen multitud de mol\u00e9culas y no resulta sencillo saber cu\u00e1les son las importantes\u201d, dice Juan Feliu, director del grupo de Electroqu\u00edmica de Alicante.
Con este experimento, los investigadores consideran demostrado que bacterias como la Geobacter generan electricidad por prote\u00ednas de la superficie celular denominadas citocromos C, como explica otro de los cient\u00edficos implicados, Abraham Esteve N\u00fa\u00f1ez, bioqu\u00edmico del CAB, que tuvo la oportunidad de mostrar los resultados del trabajo en el Primer Simposio Internacional sobre Pilas de Combustible Microbianas, celebrado recientemente en Pensilvania (EE UU). Esteve Nu\u00f1ez trabajaba como postdoctoral en el laboratorio de la Universidad de Massachussetts (EEUU) que, en 2002, descubri\u00f3 que se pod\u00eda obtener electricidad de
Entonces se hab\u00eda constatado que este g\u00e9nero bacteriano que habita en el subsuelo respira rocas en lugar de compuestos solubles, lo que significa que recurre a \u00f3xidos de hierro de la tierra como aceptadores de los electrones para oxidar la materia org\u00e1nica.
\u201cEl grupo de Massachussetts se plante\u00f3: \u00bfSi estas bacterias pueden transferir los electrones a las rocas, por qu\u00e9 no comprobamos si esto funciona tambi\u00e9n en contacto con un s\u00f3lido como el grafito que conduce la electricidad?\u201d, cuenta el bioqu\u00edmico.
La idea funcion\u00f3 y desde entonces investigadores de varios pa\u00edses intentan desarrollar una pila de combustible que genere electricidad a partir de la descomposici\u00f3n microbiana de la materia org\u00e1nica, como residuos vegetales o aguas residuales. As\u00ed lo intenta, por ejemplo, el investigador Francois Buret, del Laboratorio Ampere, en
Su grupo trabaja con distintos modelos de biopilas en la depuradora de algunas decenas de litros y el objetivo es obtener datos con vistas a la adaptaci\u00f3n industrial de la tecnolog\u00eda.
\u201cTanto la pila de combustible de hidr\u00f3geno como la bacteriana se basa en una reacci\u00f3n de oxirreducci\u00f3n\u201d, especifica Buret, \u201clo dif\u00edcil es c\u00f3mo conseguir que las buenas bacterias se peguen en el sitio adecuado, pues cuando se meten los electrodos en el efluente deben pasar varios d\u00edas para producir energ\u00eda\u201d.
El mayor desaf\u00edo ahora es que los ingenieros logren dise\u00f1ar sistemas m\u00e1s eficientes y los cient\u00edficos aprendan a sacar el m\u00e1ximo partido a las bacterias electrog\u00e9nicas mejores.
\u00bfHasta d\u00f3nde se puede llegar con las biopilas? ‘Dadas las altas necesidades energ\u00e9ticas de la sociedad actual, veo dif\u00edcil el conseguir vivir de la electricidad generada por las bacterias’, reconoce Esteve N\u00fa\u00f1ez, que considera que el inter\u00e9s de la tecnolog\u00eda se centra m\u00e1s bien en aprovechar la energ\u00eda qu\u00edmica contenida en los residuos o incluso en la posibilidad de desarrollar biosensores a escala nanom\u00e9trica que puedan funcionar con electricidad de estos microbios. \u00c9l se\u00f1ala que, seg\u00fan estimaciones, con la energ\u00eda contenida en las aguas residuales las bacterias podr\u00edan generar diez veces la electricidad que se necesita para su depuraci\u00f3n en las plantas de tratamiento.
De forma esquem\u00e1tica, el sistema de las biopilas es tan simple como dos electrodos (\u00e1nodo y c\u00e1todo) y un biofilm de bacterias creciendo sobre ellos. ‘El sistema funciona como una pila de combustible en la que la bacteria hace el trabajo del catalizador’, detalla Juan Feliu, director del grupo de Electroqu\u00edmica de la Universidad de Alicante.
Las pilas bacterianas pueden ser de dos tipos muy diferentes. La primera consiste en una especie de reactor con una c\u00e1mara an\u00f3dica (donde se opera la actividad bacteriana) y otra cat\u00f3dica, separadas por una membrana de intercambio cati\u00f3nico. Ahora bien, la pila de combustible tambi\u00e9n puede emplazarse en un h\u00e1bitat natural, para obtener la energ\u00eda de comunidades bacterianas del propio lugar, que es lo que se denomina c\u00e9lula de combustible sedimentaria. En este caso se puede obtener la electricidad directamente del suelo, como subraya el bioqu\u00edmico Esteve Nu\u00f1ez.
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