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En la Unesp, la ingeniera Giulia Castro usó una cianobacteria marina recolectada en Ubatuba para crear una célula biofotovoltaica que genera energía por la fotosíntesis: la bacteria libera electrones captados por electrodos. El prototipo produce 227 mW por metro cuadrado, captura CO2 y libera oxígeno, y ya tiene patente en el INPI.
Imagina un aparato que produce electricidad y, al mismo tiempo, limpia el aire que respiras. No es ficción: es lo que una cianobacteria del mar, de esas invisibles a simple vista, hace dentro de un prototipo creado en el interior de São Paulo. Mientras vive y realiza la fotosíntesis, genera corriente eléctrica suficiente para alimentar un sensor y aún captura dióxido de carbono, devolviendo oxígeno al ambiente. Energía y descontaminación en el mismo gesto.
La hazaña es de la ingeniera de bioprocesos Giulia Castro, con la orientación del profesor Guilherme Peixoto, en la Facultad de Ciencias Farmacéuticas de la Unesp, en Araraquara. Según informó el Metrópoles, el sistema utiliza la cianobacteria marina Synechocystis pevalekii, recolectada en la costa de Ubatuba, en el litoral paulista. El prototipo llegó a generar 227 mW por metro cuadrado y tuvo la patente depositada en el INPI, el instituto que protege la propiedad industrial en Brasil. Es ciencia nacional encendiendo una luz, literalmente.
Cómo una bacteria del mar se convierte en fuente de energía
Durante la fotosíntesis, la cianobacteria descompone moléculas de agua y libera electrones, las partículas que forman la corriente eléctrica. Electrodos de metal posicionados en el sistema capturan esos electrones y crean una diferencia de potencial, exactamente lo que hace que la energía fluya. La planta microscópica trabaja, y el aparato recoge el excedente.
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Lo más interesante es que la cianobacteria no necesita morir para esto. Sigue viva, haciendo fotosíntesis como lo haría en el mar, y el sistema solo aprovecha un subproducto natural de este proceso. Es energía limpia de verdad, porque nace del mismo mecanismo que sostiene la vida en el planeta, sin quema, sin combustible fósil y sin emisión.
Para captar los electrones, el proyecto usó materiales simples y baratos. Los electrodos están hechos de cobre, zinc y aleaciones metálicas convencionales, nada de insumos raros o carísimos. Fue justamente esta combinación de bajo costo con buen resultado lo que sorprendió a la propia investigadora. «Lo que más me sorprendió fue lo buenos que fueron los resultados», afirmó Giulia Castro, considerando el material modesto que tenía en manos.
227 mW por metro cuadrado: lo que el número significa
El número del titular necesita ser entendido en su justa medida. En pruebas con iluminación LED que simula el espectro del sol, la célula biofotovoltaica generó 227,47 mW por metro cuadrado. Bajo luz solar directa, con las variaciones naturales de clima y temperatura, el resultado fue 215,3 mW, una diferencia de alrededor del 5%. Es energía suficiente para alimentar sensores, relojes digitales o calculadoras, y no mucho más que eso, por ahora.
Aquí entra la honestidad que toda buena ciencia exige. Según el Olhar Digital, una célula biofotovoltaica como esta genera cerca de mil veces menos energía que un panel solar convencional. Es decir, no se trata de sustituir la energía solar ni de abastecer una casa hoy, sino de ofrecer una fuente limpia para aparatos de bajísimo consumo. El exceso sería prometer lo que la tecnología aún no entrega.
Es en este nicho donde reside el valor real del invento. Sensores ambientales esparcidos en bosques o ríos, sistemas de monitoreo remoto y dispositivos de la llamada Internet de las Cosas necesitan poca energía y están en lugares difíciles de cablear. Una célula biofotovoltaica que se alimenta de luz y de una bacteria puede ser perfecta para estos casos, funcionando lejos del enchufe y sin cambiar pilas.
La reviravolta: genera energía y además limpia el aire
Si generar energía limpia ya sería suficiente, el sistema tiene un segundo truco que es lo que más encanta. La misma cianobacteria que produce electricidad también captura CO2 de la atmósfera y libera oxígeno, porque eso es lo que hace la fotosíntesis. El aparato, por lo tanto, no solo evita contaminar sino que activamente ayuda a descontaminar, retirando dióxido de carbono del aire mientras trabaja.
La dimensión de este efecto toma forma en un cálculo simple y poderoso. Según la investigación, mil litros de cultivo de la bacteria serían capaces de remover el CO2 emitido por un coche popular recorriendo 10 kilómetros por día. No es poco para una columna de agua verdosa llena de microorganismos, y da una idea concreta del potencial ambiental detrás de la idea.
Los investigadores ven un camino que va más allá de la energía. Para el profesor Guilherme Peixoto, la tecnología abre una puerta al mercado ambiental. «Esta configuración podría generar créditos de carbono y ayudar» a los países a cumplir metas de reducción de emisiones, destacó el orientador. Producir electricidad capturando CO2 al mismo tiempo es el tipo de suma que el planeta necesita, y que Giulia resume bien: según ella, generar energía así «garantizaría la disminución de la concentración de carbono» en la atmósfera.
La bacteria recolectada en Ubatuba
La Synechocystis pevalekii es una cianobacteria marina recolectada en la costa de Ubatuba, en el litoral norte de São Paulo, y hoy preservada en la colección de microorganismos del Instituto Oceanográfico de la USP. Fue del mar de Ubatuba que salió el organismo que ahora genera electricidad en un laboratorio del interior paulista.
La elección de una bacteria marina no es aleatoria. Las cianobacterias están entre los seres vivos más antiguos y resistentes del planeta, y fueron ellas las que, hace miles de millones de años, mediante la fotosíntesis, ayudaron a llenar la atmósfera de oxígeno. Usar una especie del litoral de Ubatuba conecta la innovación a un patrimonio natural brasileño, lo que da aún más fuerza a la historia. La materia prima de la tecnología es nativa.
Este detalle refuerza el carácter nacional del logro. Desde la recolección en Ubatuba hasta la patente en el INPI, pasando por el laboratorio de la Unesp, es una cadena 100% brasileña de ciencia. No fue tecnología importada ni bacteria de fuera, sino conocimiento y biodiversidad del propio país transformados en innovación con potencial de impacto global.
Los tres módulos del prototipo
Detrás del resultado existe un aparato pensado en detalle. La célula biofotovoltaica está dividida en tres partes que trabajan juntas: un reservorio que alberga las cianobacterias, un reactor bioelectroquímico donde se recoge la corriente, y una torre que capta la luz del sol. Esta torre fue impresa en 3D para distribuir la iluminación de forma uniforme, garantizando que las bacterias reciban luz por igual.
El proyecto no nació listo. Llevó cerca de dos años para ser desarrollado y comenzó como un desafío interdisciplinario propuesto por el profesor Peixoto, uniendo biología, química e ingeniería. Transformar una idea de aula en una célula biofotovoltaica patentada es un salto enorme, y muestra lo que la investigación universitaria bien orientada puede lograr.
La simplicidad de los materiales vuelve a ser el triunfo. Con cobre, zinc y aleaciones comunes, sumados a una bacteria que se reproduce sola bajo luz, el costo de montar el sistema es bajo. Es innovación de impacto ambiental reducido tanto en la operación como en la fabricación, lo opuesto a tecnologías verdes que cuestan caro y contaminan para ser hechas.
De sensor a crédito de carbono: lo que viene por delante
El futuro de la tecnología es prometedor, siempre que se lea como proyección, y no como promesa lista. A corto plazo, el objetivo realista es alimentar sensores y pequeños ordenadores, el nicho donde la captura de CO2 y la generación de energía ya tienen sentido hoy. Es de ahí que la tecnología debe empezar a salir del laboratorio al mundo real.
Los planes a medio y largo plazo son más audaces. El equipo proyecta, con avance de escala, llegar a generar energía suficiente para un pequeño apartamento y, más adelante, operar a gran escala con potencial de generar créditos de carbono. Esos escenarios, sin embargo, aún son metas, no realidad, y dependen de mucha investigación e inversión para salir del papel.
Aun así, el punto de partida ya es raro. Una cianobacteria de Ubatuba se convirtió en célula biofotovoltaica patentada que une energía limpia y captura de CO2 en un solo aparato, hecha por una ingeniera brasileña con material barato. Cuando una innovación de estas nace dentro de una universidad pública, el país entero gana un activo, y la carrera ahora es para transformar el prototipo en producto.
Al final, el caso de la Unesp muestra la ciencia haciendo lo que tiene de mejor: mirar a la naturaleza y aprender de ella. Una cianobacteria recolectada en Ubatuba, que genera 227 mW por metro cuadrado, hace captura de CO2 y devuelve oxígeno, es la prueba de que energía y medio ambiente no necesitan estar en lados opuestos. Pueda aún ser pequeña, pero es exactamente así como comienzan los grandes cambios.
¿Y tú, imaginabas que una bacteria del mar pudiera encender un sensor y ayudar a limpiar la atmósfera al mismo tiempo? Cuenta aquí en los comentarios si crees que tecnologías como esta célula biofotovoltaica van a formar parte de nuestro día a día, o si aún parecen demasiado distantes de la realidad.
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