Las utilizamos en la agricultura, la cocina, a modo de filtros biológicos capaces de mitigar las emisiones de CO2 e incluso para elaborar cosméticos y ropa deportiva. A lo largo de los años hemos sabido sacar buen provecho de las algas, pero quizás podamos hacerlo todavía más. Y de una forma y en un campo insospechados: generando energía para el Internet de las cosas (IoT).
Suena extrafalario, pero quizás no lo sea tanto. Aunque a una escala muy modesta, investigadores de la Universidad de Cambridge ya ha demostrado que la idea no resulta descabellada.
Lo que acaban de hacer Christopher Howe y sus colegas de la universidad británica es fabricar un pequeño dispositivo —similar a una pila AA— con plástico y aluminio y en el que introdujeron una colonia de Synechocystis, un tipo de cianobacterias de agua dulce conocidas habitualmente como “algas verde-azuladas”. La pieza se conectó a su vez a un micoprocesador Arm Cortex MO+, componente habitual en los aparatos integrados en el Internet de las cosas.
La clave: la fotosíntesis
Cuando el dispositivo estuvo listo lo colocaron en el alféizar de una de las ventanas de Paolo Bombelli, otro de los miembros del equipo, y… se dedicaron a esperar durante medio año, de febrero a agosto de 2021. La prueba coincidió con uno de los encierros por el COVID-19, así que tiempo tenían. ¿Qué descubrieron? El gran partido que se puede sacar de la fotosíntesis de las algas.
Aprovechando ese proceso químico los científicos elaboraron una suerte de célula fotovoltaica biológica con la que alimentaron un microprocesador. "Aquí describimos un sistema que genera energía biofotovoltaica utilizando microorganismos fotosintéticos sobre un ánodo de aluminio y que puede alimentar un microprocesador Arm Cortex M0+", detalla el equipo en su informe.
Para tener una idea de la capacidad de su invento, el equipo de Cambridge probó su peculiar “computadora” con ciclos de cálculos muy básicos que requirieron una potencia de 0,3 microvatios.
El experimento constató algunos datos interesantes. Por ejemplo, que el dispositivo proporcionaba una corriente continua de electricidad, tanto de día como por las noches. Sí, la fotosíntesis necesita luz; pero los científicos han comprobado que —dado que las algas procesan una parte de sus alimentos a oscuras— el dispositivo emitía energía incluso durante las madrugadas.
Ever wondered if you can power a computer with photosynthetic bacteria and recycled aluminium ? In our last paper we show that it is possible ! https://t.co/IEEr5aqYrM
— Alberto Scarampi (@scaralbi) May 12, 2022
Más allá de lo curioso que resulta una pequeña “computadora” funcionando gracias a un recipiente con agua y unas cuantas algas, ¿por qué es relevante el experimento? La clave está en que puede ayudarnos a generar energía, y con un impacto ambiental menor que las baterías convencionales o la energía solar. Para fabricar su dispositivo, de hecho, usaron elementos comunes, económicos y reciclables, además de agua y las Synechocystis, un tipo de alga bastante extendido.
"El creciente Internet de las cosas necesita cada vez más energía y creemos que ésta tendrá que provenir de sistemas que puedan generarla, en lugar de almacenarla sin más como las baterías", señala el profesor Howe, del Departamento de Bioquímica: "Nuestro dispositivo fotosintético no se agota como lo hace una pila porque utiliza continuamente la luz como fuente de energía".
“Nos impresionó la consistencia con la que funcionó el sistema durante un largo período de tiempo. Pensamos que podría detenerse tras unas cuantas semanas, pero siguió funcionando”, reconoce Bombelli. Su equipo recuerda que la probable extensión del IoT durante los próximos años supondrá que cada vez haya más dispositivos conectados, todo un reto para las baterías de iones de litio.
“Alimentar trillones de dispositivos del Internet de las cosas con baterías de iones de litio no sería práctico: se necesitaría tres veces más litio del que se produce en todo el mundo anualmente. Y los dispositivos fotovoltaicos tradicionales se fabrican con materiales peligrosos que tienen efectos ambientales adversos”, abundan desde la Universidad de Cambridge.
Quizás una de las soluciones pase por fuentes de energía como la que exploran Howe y Bombelli.
Por lo pronto, el equipo señala ya sus ventajas para producir pequeñas cantidades de energía en zonas rurales o con bajos ingresos. "Aún queda mucho por hacer", reconocen.
Imagen de portada | Universidad de Cambridge
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