Bacterias que generan electricidad

El creciente inter¨¦s por encontrar nuevas fuentes de energ¨ªa ha llevado a los cient¨ªficos a fijarse en unos aliados muy peculiares para generar electricidad: las bacterias. Con el mismo concepto que el de las pilas de hidr¨®geno que se prueba ya en coches, diversos laboratorios intentan desarrollar desde hace unos pocos a?os otro tipo de c¨¦lulas de combustible, en este caso, microbianas.

Se trata de un campo muy novedoso, en el que un equipo de investigadores espa?oles del Centro de Astrobiolog¨ªa (CAB) y del Instituto de Electroqu¨ªmica de la Universidad de Alicante, junto a otro argentino de la Universidad de Mar del Plata, han conseguido dar un paso relevante: registrar con t¨¦cnicas espectrosc¨®picas la transferencia directa de electrones entre una bacteria viva y un electrodo de oro, en un espacio de cinco nan¨®metros. "Nunca antes se hab¨ªa conseguido visualizar de forma clara este proceso, pues dentro de una c¨¦lula existen multitud de mol¨¦culas y no resulta sencillo saber cu¨¢les son las importantes", detalla Juan Feliu, director del grupo de Electroqu¨ªmica de Alicante.

Las bater¨ªas microbianas est¨¢n en fases iniciales de desarrollo

El mayor desaf¨ªo ahora es que los ingenieros dise?en sistemas eficientes

Con este experimento, los investigadores consideran demostrado que bacterias como Geobacter generan electricidad por unas prote¨ªnas de la superficie celular denominadas citocromos C, como explica otro de los cient¨ªficos implicados, Abraham Esteve N¨²?ez, bioqu¨ªmico 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?ez trabajaba como postdoctoral en el laboratorio de la Universidad de Massachussetts (EEUU) que, en 2002, descubri¨® que se pod¨ªa obtener electricidad de la bacteria Geobacter a partir de su simple contacto con un ¨¢nodo, sin recurrir a mediadores qu¨ªmicos.

Entonces se hab¨ªa constatado que este g¨¦nero bacteriano que habita en el subsuelo respira rocas en lugar de compuestos solubles, lo que significa que utiliza ¨®xidos de hierro de la tierra como aceptadores de los electrones para oxidar la materia org¨¢nica. "El grupo de Massachussetts se plante¨®: ?Si estas bacterias pueden transferir los electrones a las rocas, porque no comprobamos si esto funciona tambi¨¦n en contacto con un s¨®lido como el grafito que conduzca la electricidad?", cuenta este bioqu¨ªmico. La idea funcion¨® y desde entonces investigadores de varios pa¨ªses intentan desarrollar una pila de combustible que genere electricidad a partir de la descomposici¨®n microbiana de la materia org¨¢nica, como residuos vegetales o aguas residuales.

As¨ª lo intenta, por ejemplo, el investigador Fran?ois Buret, del Laboratorio Amp¨¨re, en la Escuela Central de Lyon, que est¨¢ haciendo experimentos para generar electricidad con bacterias en una estaci¨®n depuradora de esta ciudad francesa. Como detallaba este ingeniero en el Sal¨®n Europeo de la Investigaci¨®n e Innovaci¨®n celebrado recientemente en Par¨ªs, "en el agua que llega a la depuradora est¨¢ el alimento y s¨®lo hay que esperar que trabajen las bacterias". 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¨®n industrial de esta tecnolog¨ªa.

"Tanto la pila de combustible de hidr¨®geno como la bacteriana se basa en una reacci¨®n de oxireducci¨®n", especifica Buret, "lo dif¨ªcil es c¨®mo conseguir que las buenas bacterias se peguen en el sitio adecuado, pues cuando se meten los electrodos en el efluente todav¨ªa deben pasar varios d¨ªas para producir energ¨ªa".

Aunque hace casi cien a?os que se describi¨® por primera vez la generaci¨®n de peque?as corrientes el¨¦ctricas 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¨ªa en fases muy iniciales. A¨²n as¨ª, como precisa Esteve Nu?ez, en menos de cinco a?os la potencia el¨¦ctrica generada con estas biopilas se ha multiplicado por mil.

El mayor desaf¨ªo ahora es que los ingenieros logren dise?ar sistemas m¨¢s eficientes y los cient¨ªficos aprendan a sacar el m¨¢ximo partido a las bacterias electrog¨¦nicas mejores.

?Hasta d¨®nde se puede llegar con las biopilas? "Dadas las altas necesidades energ¨¦ticas de la sociedad actual, veo dif¨ªcil el conseguir vivir de la electricidad generada por las bacterias", reconoce Esteve N¨²?ez, que considera que el inter¨¦s de la tecnolog¨ªa se centra m¨¢s bien en aprovechar la energ¨ªa qu¨ªmica contenida en los residuos o incluso en la posibilidad de desarrollar biosensores a escala nanom¨¦trica que puedan funcionar con electricidad de estos microbios. ?l se?ala que, seg¨²n estimaciones, con la energ¨ªa contenida en las aguas residuales las bacterias podr¨ªan generar diez veces la electricidad que se necesita para su depuraci¨®n en las plantas de tratamiento.