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Cambio Climático

Las esporas alimentan un dispositivo renovable que se activa con agua

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El aparato aprovecha su respuesta mecánica frente a los cambios de humedad, aunque su producción de energía es muy baja

  • por Richard Martin | traducido por Teresa Woods
  • 18 Junio, 2015

Foto: Diminutas esporas bacterianas que se expanden y contraen en respuesta a una humedad relativa hacen girar este motor rotativo.

Aprovechando la energía generada por un proceso fundamental que sucede constantemente por todo el planeta, un equipo de científicos de la Universidad de Colombia (EEUU) ha diseñado unos diminutos motores impulsados por la evaporación. Estos dispositivos generan electricidad a partir la energía producida por esporas bacterianas llamadas Bacillus subtilis, que muestran una fuerte respuesta mecánica al cambio de la humedad relativa.

Las esporas se expanden al absorber agua, y se contraen al secarse. Mediante el control de la humedad producida por la evaporación a la que están expuestas las esporas, el dispositivo atrapa la energía de estas expansiones y contracciones para impulsar motores rotativos o de pistón. Este trabajo de investigación se publicó el martes en la revista  Nature Communications

La idea surgió de las investigaciones sobre las propiedades mecánicas de las esporas subtilis, que pueden permanecer en un estado latente durante cientos de años. "Me pareció increíble la cantidad de energía mecánica que parecen tener", dice Ozgur Sahin, un profesor de biología de la universidad, y añade: "Son tan rígidas que según este material cambia la forma, produce grandes cantidades de energía".

Sahin fijó las esporas con pegamento a una cinta hecha de poliamida - un polímero empleado en pilas de combustible, pantallas de ordenador y varias aplicaciones militares - y las rodeó de un mecanismo de obturador que controla el paso de la humedad. El obturador es básicamente un oscilador, un interruptor mecánico parecido a un circuito eléctrico, que se abre y se cierra en respuesta a la fuerza producida por las esporas al cambiar de forma. El abrir y cerrar del interruptor produce el efecto pulsante de las esporas al hincharse y deshincharse. Cuando se abre el obturador, la humedad se escapa y las esporas se secan; cuando se cierra, se llena de agua, aumentando el nivel de humedad, y se expande el material.

Una superficie de agua de 64 centímetros centrímetros cuadrados puede producir como promedio aproximadamente dos microvatios de electricidad (un microvatio representa la millonésima parte de un vatio), y puede llegar a producir picos de hasta 60 microvatios, dice Sahin. Eso no parece una gran cantidad de electricidad; hasta ahora el equipo de Sahin ha utilizado los motores de evaporación para suministrar un LED y un coche en miniatura que pesa 100 gramos.

"Hicimos muchas concesiones al crear esta versión con la esperanza de crear un dispositivo autosuficiente", dice. "De hecho, sabemos que se puede multiplicar su fuerza 100 veces al solucionar una serie de problemas".

Estos ajustes incluyen modificar el tamaño de las cavidades de fluídos y el mecanismo de los obturadores que controlan el flujo de la humedad. Sahin cree que un conjunto de dispositivos colocados en la superficie de un lago u otro cuerpo de agua podría crear una tecnología de energía renovable escalable, pero para eso faltarán años todavía, si es que se llega a producir. Una posible aplicación sería la creación de "ladrillos" de esporas de tamaño batería que puedan activarse para producir energía - simplemente añádele agua.

Puede que no existan aplicaciones prácticas para los diminutos motores a corto plazo, pero siguen siendo una demostración útil de la ubiquidad de la energía natural que puede - al menos en teoría - ser aprovechada por unos dispositivos relativamente sencillos y baratos.

Como dice Sahin, a diferencia de las energías solares y aeólicas, "la evaporación no es intermitente".

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