La energía solar podría ser el biocombustible del futuro. O quizá una
fuente inagotable de electricidad verde y económica, pero no a través de
paneles solares fotovoltaicos ni similares. En particular, si la recién
descubierta fotosíntesis inversa da los resultados esperados, las
expectativas podrían superarse hasta llegar a convertirse en el santo
grial de la energía del futuro.
Pero no solo eso, porque la fotosíntesis también ha inspirado a la
ciencia,. La biomimética se ha convertido en la gran esperanza de una
sociedad moderna baja en carbono. Veamos tres avances recientes en este
campo, proyectos científicos que andan a vueltas con la fotosíntesis,
confiando ciegamente en ella y logrando grandes avances.
Los tres son tan sorprendentes como prometedores. Las preguntas ahora
son: ¿lograrán optimizarse, estallarán? ¿Dejarán obsoletos los
combustibles fósiles e incluso otras energías verdes?, ¿Realmente
conseguirán cambiar el mundo, se convertirán en energías revolucionarias
salvadoras del planeta? Muchas preguntas, cuando además son
experimentos muy nuevos. Solo el tiempo tiene la respuesta…
Fotosíntesis inversa como biocombustible
La propuesta de científicos daneses, cuyo resultado han publicado en
la revisa Nature Communication, consiste en darle la vuelta a la
tortilla. En lugar de reproducir el mecanismo de la fotosíntesis en el
laboratorio siguiendo las leyes de la naturaleza, lo han hecho a la
inversa.
No puede negarse que la idea es ingeniosa. El proceso mental que ha
inspirado esta idea está lleno de lógica. A saber: si las plantas
fabrican su alimento a partir de sustancias inorgánicas (razón por la
que se les llama seres autótrofos) mediante la fotosíntesis, en la que
se utiiza el sol como fuente de energía, nosotros vamos a ponernos como
objetivo convertir aquella en generadora de energía.
¿Pero, cómo hacerlo? Responder a esta pregunta del millón ha sido
posible tirando de biomimética, la apasionante ciencia que se inspira en
la naturaleza para encontrar respuestas increíbles a preguntas que
parecían no tenerlas. En este caso, la tecnología de la fotosíntesis
inversa es capaz de obtener energía verde.
En concreto, se ha conseguido utilizando la biomasa procedente de las
plantas, pero entenderlo requiere partir del concepto de fotosíntesis.
Bastará con recordar que la clorofila les ayuda a captar la luz del sol,
y es a través de su captura las plantas pueden llevar a cabo el proceso
que les permite alimentarse.
Básicamente, convierten la luz en energía para absorber el CO2 del aire, que también captan con sus hojas. Además, junto con el agua que absorben sus raíces consiguen formar glucosa, y es esa energía la que lo hace posible.
Básicamente, convierten la luz en energía para absorber el CO2 del aire, que también captan con sus hojas. Además, junto con el agua que absorben sus raíces consiguen formar glucosa, y es esa energía la que lo hace posible.
La energía se produce gracias a la luz y a la clorofila, tanto a
través de una cadena de electrones que transportan la luz como en lo que
se ha venido a denominar la energetización de los electrones del agual,
que tampoco sería posible sin ésta. No en vano, más allá de ser un
pigmento, la clorofila actúa en un doble sentido, jugando un papel clave
como receptor y conversor de la energía solar en energía química.
La fotosíntesis inversa busca la obtención de energía limpia. Su base
teórica consiste, tal y como dice su propio nombre, en revertir el
proceso para lograr este objetivo.
En concreto, se busca liberar energía y otros productos químicos
partiendo de la biomasa creada por las plantas, idealmente para
conseguir energía limpia capaz de abastecer a la industria.
Se trata de una investigación todavía incipiente, que emula procesos
naturales que llevan a cabo algunos hongos parásitos de las plantas.
Para tratar de lograrlo, sacaron partido del uso de la monooxigenasa,
una enzima natural muy utilizada para producir biocumbustibles. Al
necesitar tomar electrones de una molécula donadora, la clorofila encajó
a las mil maravillas.
A su vez, puesto que la clorofila pasó a ser clave, también la luz
del sol se convirtió en esencial en este experimento de fotosíntesis
invertida. A partir de estos dos elementos se siguió la misma mecánica
que emplea la naturaleza, en la que todo comienza con este pigmento de
color verde, responsable de la fotosíntesis.
Alcanzado este punto se siguió el mismo proceso que lleva a cabo la
fotosíntesis, pero en sentido contrario. En dicho intento, la
monooxigenasa digiere la biomasa, con lo que se libera energía. Un
proceso que bajo la luz del sol se resuelve en apenas cinco minutos. De
lo contrario, tarda alrededor de 24 horas. Por lo tanto, el objetivo es
conseguir la primera opción para convertirla en una fuente de energía
factible, lista para su generación y uso casi en tiempo real.
Fotosíntesis artificial: la hoja mágica
La creación de una hoja artificial que hace la fotosíntesis a partir
de materia inorgánica es otro gran invento. Anterior al de la
fotosíntesis inversa, pero también relativamente nuevo, por su aspecto
pueden considerarse una curiosa versión de los paneles solares.
En este caso, sin embargo, no se produce energía, pero sí oxígeno, con
lo que las posibilidades de uso son tremendamente versátiles. Entre
otras, oxigenar atmósferas interiores actuando como filtros de aire
biológicos o productores de oxígeno permanentes, con lo que supone un
ahorro energético, pues evitamos el uso de aparatos de tratamiento
ambiental.
O, por ejemplo, si se utilizan para oxigenar el interior de un cohete
en el espacio, evitaríamos tener que cargar tanques de oxígeno líquido,
con lo que se podrían realizar misiones mucho más largas. De nuevo, se
trata de un ahorro energético indirecto.
Puestos a soñar, incluso nos permitiría vivir en otros planetas, o
crear un nuevo lugar donde vivir en el fondo del mar. Sus usos, en
definitiva, son tantos como nos dicte la imaginación, pero lo realmente
imporante es que se haya inventado.
El padre de la criatura es Julián Melchorri, estudiante del Colegio
Real de Artes de Londres. Se trata de un material sintético que necesita
agua y luz para realizar esta fotosíntesis paralela, con lo que basta
con que hay humedad ambiental y luz para lograrlo.
Más allá de la increíble utilidad que pueda tener, resulta sorprendente
cómo ha conseguido un material fotosintético que realiza las funciones
de cualqueir hoja. Casí diríamos que está vivo. Según cuenta su creador,
lo consiguió extrayendo los cloroplastos de las células vegetales (los
orgánulos donde se realiza la fotosíntesis) y colocándolas dentro de una
fibra de seda que actúa de estructura. De este modo, la planta sigue
comportándose como tal.
Ciberplantas, energía verde
La fotosíntesis también está detrás de la creación de las primeras
ciberplantas, concebidas como unas plantas energéticas. De nuevo, el
objetivo es crear energía limpia y sostenible.
La propuesta parte de científicos de la Linköping University, en
Suecia, cuyo logro ha sido integrar un polímero conductor de
electricidad en una rosa de jardín. Tras la operación, la rosa sigue
viviendo, tan ricamente. Sin embargo, no es una rosa normal. Y no porque
sea la del principito, única por el cariño que le tiene. También aquí
lo importante es invisible a los ojos, pero El truco no es distinto que el que se realiza cundo se quiere
coloreal las flores mediante agua tintada. Casi casi el truco del
almendruco, pero esta vez, sin embargo, se ha añadido un polímero
soluble en el agua, haciendo que pueda conducir la electricidad.
El resultado es una planta aparentemente normal, que nos sirve como si
de un cable se tratase. Incluso puede convertirse en un circuito
eléctrico. Las posibilidades son casi infinitas, sobre todo teniendo en
cuenta las exigencias de la actual revolución digital.
Entre otras posibilidades podríamos “integrar sensores en las plantas
y usar la energía formada en la clorofila, crear antenas ecológicas o
producir nuevos materiales”, apunta Magnus Berggren, líder de la
investigación. Por descontado, las posibilidades dentro de la domótica
también son inimaginables. De hecho, por ahora solo sirve de apoyo para
alimentar sistemas que exijan poca energía. En el futuro, quién sabe,
quizá también podrían florecer nuevas posibilidades.
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