Website Ribbon
Dirección de mail Pienso, luego escribo

Archivo de 7 febrero 2012

Generador eléctrico
Fuente: Bo Krantz Simonsen (dominio público)

Seguro que sabes acerca de los generadores eléctricos. Sí, esos aparatos que usan el magnetismo para producir electricidad. Como las turbinas de las centrales hidroeléctricas. O mareomotrices, o eólicas, o… Hay muchos tipos de generadores por la fuente de energía que emplean, pero la mayoría comparten un mismo diseño básico: algo hace dar vueltas a un imán cerca de una bobina hecha de material conductor. Es decir, un generador convierte energía cinética de alguna clase en energía eléctrica.

Y de eso vivimos… De dispositivos como este obtienes la electricidad que facilita tu día a día.

Pero… Pero nos faltan generadores más diversos. Bueno, sí los tenemos, pero no son tremendamente eficaces. Muchos de ellos son secundarios. Es decir, toman energía eléctrica ya creada, la almacenan en alguna otra clase de energía (normalmente química, como las pilas o las baterías de tu móvil) y luego la entregan de nuevo como energía eléctrica. Muchos de ellos acuden a energías primarias, como la del Sol, para producir energía eléctrica (fotovoltaica). Y mejores baterías y mejores paneles solares forman parte de nuestras esperanzas de futuro.

Pero estamos desdeñando un camino importante. La transformación directa de energía química en electricidad. Y es importante porque la química es la energía de la que se vale la vida. Es la que está almacenada en los enlaces entre átomos para formar moléculas. Es la misma energía que ata unos átomos a otros en una losa y resiste tu peso cuando pisas. O la misma que hay en el pan de un bocadillo.

Ahora hay un equipo científico está probando un enfoque diferente. Un enfoque que imita, al menos en parte, el metabolismo. Un enfoque en el que el ánodo de un circuito resulta alimentado por unos enzimas que le pasan electrones. ¿Y de dónde sacan los enzimas esos electrones? Ellos se los arrancan a glúcidos (primero hay enzimas que rompen los polisacáridos en monosacáridos; luego hay enzimas que oxidan -roban electrones- a los monosacáridos). Eso se parece, al menos en concepto, a la glucólisis. A una serie de reacciones químicas que ejecutamos nosotros para obtener energía de la glucosa. Es, por tanto, una imitación a una parte de nuestro metabolismo.

Generador eléctrico metabólico
Fuente: JACS

Esos electrones, robados a los glúcidos por los enzimas y pasados al ánodo, ponen en marcha un circuito eléctrico que alimenta algún tipo de dispositivo. Del cuerpo o añadido. Podría ser una minicámara, podría ser una neurona, podría ser un músculo, podría ser una grabadora…

Y los electrones llegan al cátodo, otro enzima se tiene que deshacer de ellos para mantener la corriente. Y para quitárselos de encima se los pasa al oxígeno. Lo cual deja un residuo, un desecho nada peligroso. La basura del proceso es agua (o lo que es lo mismo, oxígeno reducido). Que es exactamente lo que pasa en otra parte de nuestro metabolismo: la cadena de transporte electrónico.

Según Daniel Scherson

«The key to converting the chemical energy is using enzymes in series at the anode. The first enzyme breaks the sugar, trehalose, which a cockroach constantly produces from its food, into two simpler sugars, called monosaccharides. The second enzyme oxidizes the monosaccharides, releasing electrons. The current flows as electrons are drawn to the cathode, where oxygen from air takes up the electrons and is reduced to water».

Desde luego, el circuito se inspira en el metabolismo, sí. Aunque aún le falta mucho para llegar al nivel alcanzado por la evolución. Solo rinde unas pocas decenas de microwatios por centímetro cuadrado (µw/cm2) a una diferencia de pontencial de 0,2 voltios. Exiguo para las necesidades que se le auguran a este tipo de dispositivos. Pero lo importante es que la idea está en marcha.

Y lo importante es que tú puedas imaginar qué hacer con esto. Los autores lo que han hecho es implantarle el generador a una cucaracha y ver que sí funciona. Y con él podrían lograr, más adelante, que opere una microcámara sobre ella, recorriendo lugares a los que no podemos acceder nosotros. Quizá con otro generador conectado a sus neuronas que la haga moverse como queramos; a derecha o a izquierda, o pararse, o avanzar. Y todo, todo, alimentado por los nutrientes que hay en la sangre de la propia cucaracha. Por glúcidos. Es muy probable que tras una misión de exploración la pobre acabe con mucho apetito, pues parte de sus nutrientes no irían a sus células, sino a los generadores.

¡Ah! Y de paso, una buena razón para conservar ecosistemas. Sí, sí… Porque los organismos vivos tienen múltiples enzimas. Las cuales podrían ser, algún día, parte de un circuito eléctrico. No parece tener mucho sentido, ante este empuje de la biotecnología, sustituir ecosistemas por ladrillos… Creo…

Me enteré de esto leyendo Fayerwayer y siguiendo la pista de los links…

ResearchBlogging.orgRasmussen, M., Ritzmann, R., Lee, I., Pollack, A., & Scherson, D. (2012). An Implantable Biofuel Cell for a Live Insect Journal of the American Chemical Society, 134 (3), 1458-1460 DOI: 10.1021/ja210794c

Etiquetas: , , , , , ,

Comments 6 Comentarios »