Lámparas sostenibles alimentadas por alga

Blog original en inglés por Joe Buchman
Traducido por Jane Moye-Rowley

¿Ha imaginado una calle iluminada por algas? Yo sé que ciertamente yo no había imaginado esto antes de mis investigaciones para esta entrada de blog, pero hay unos científicos que han trabajado en esta idea durante mucho tiempo. ¡Aun existe ya un prototipo de farola que usa las algas por su fuente de electricidad! Esta farola ayuda a iluminar un estacionamento en Burdeos, Francia.1

Las algas verdes

Figura 1. Las algas verdes, como las mostradas aquí, son muy abundantes y obtienen su energía a través de la fotosíntesis. (fuente de imagen)

Las algas son parte de un grupo muy diverso de organismos; unos de ellos son unicelulares, y unos son multicelulares como usted y yo (aunque no se clasifican como animales ni plantas). En el medio ambiente, se puede encontrar las algas en estanques, lagos, arroyos y océanos, pero por una variedad de aplicaciones (no solo para las farolas), se cultiva y se recoge las algas intencionalmente en estanques.

La cultivación de algas

Figura 2. La cultivación de algas. (imagen por aquaticweedharvester)

Una cosa que la mayoría de algas tiene en común es que usan la fotosíntesis para obtener la energía. La fotosíntesis es el proceso por lo cual los organismos usan la luz solar para convertir el dióxido de carbono y agua en oxígeno y azúcares, lo que los organismos usan por energía. Efectivamente, la fotosíntesis permite que las algas guarden la energía de la luz en una forma de energía química que pueden usar – o que los científicos ingeniosos pueden convertir en electricidad.

La bombilla

Figura 3. Un prototipo de una de las farolas alimentadas por algas. La bombilla está encerrada por una estructura clara que contiene las algas, dándola un resplandor verde. (por Pierre Calleja via TED.com)

¿Por qué querría alguien hacer una lámpara de algas? Una razón convincente es que la lámpara puede utilizar el dióxido de carbono de la atmósfera, convirtiéndolo en azúcares y otras moléculas complejas. Como quizás ya sepa, un exceso de dióxido de carbono es un contribuyente importante al cambio climático. Los investigadores que desarrollaron la lámpara en Figura 3 afirman que ella puede quitar una tonelada de dióxido de carbono de la atmósfera cada año, que es diez veces más que las 0.1 toneladas aproximadas que guarda y secuestra un árbol de fresno (Fraxinus uhdei) cada año.2 Otros han indicado que la lámpara puede quitar 150-200 veces más que un árbol.1 Aun se ha dicho que cuando mueren las algas de las lámparas, sería posible recolectarlas y usarlas como biocombustibles, otro rasgo atractivo de las lámparas de algas. Estos beneficios ambientales son una razón por la cual las lámparas de algas son relevantes al trabajo del Centro de Nanotecnología Sostenible. Aunque las algas son mucho mayores que la nanoescala, son un buen ejemplo de las nuevas tecnologías sostenibles que se están desarrollando.

¿Cómo funciona la lámpara? La lámpara de algas aprovecha la fotosíntesis del organismo, ya que su batería se recarga con algo de la energía producida en el proceso. Aunque los detalles sobre cómo funciona ese proceso no están divulgados, se han realizado experimentos que demuestran el uso de electrodos para capturar el electrón excitado que se produce cuando la luz se choca con la clorofila de las algas.3 Por lo tanto, siempre que la lámpara tenga una fuente de dióxido de carbono y reciba algo de luz solar, la batería puede ser cargada.

Una lámpara pequeña

Figura 4. Una lámpara pequeña que requiere que se respire dentro de un contenedor de algas para proveerlas con dióxido de carbono.  (imagen por Susana Camara Leret via designboom)

Hay varios diseños de lámparas alimentadas por algas y unas de ellas aparecen en esta entrada. La Figura 3 muestra un diseño en que la luz está encerrada por una caja de cristal llena de las algas. Esto provoca que la luz parezca verde porque la luz pasa por el agua lleno de algas. En la Figura 4, puede verse una lámpara más pequeña que se podría usar en casa. En esta lámpara las algas están encerradas por una caja de cristal que está encima de la bombilla, y por eso la luz parece blanca. La Figura 5 muestra un diseño de una farola; en esta lámpara, la luz es blanca aunque las algas están encerradas en todo el dispositivo. El dióxido de carbono entra al compartimiento a través de uno de las aperturas, y hay una parte separada del compartimiento con paredes de cristal para inundar las algas verdes con la luz solar para que pueden realizar la fotosíntesis.

una farola alimentada por algas

Figura 5. Un esquema que muestra el diseño de una farola alimentada por algas. (imagen por Peter Horvath via designboom)

El hecho que hay varios diseños diferentes de las lámparas alimentadas por algas me hace pensar que son una opción viable y, en mi opinión, serían unas farolas muy guay. Pero ¿es práctica esta idea? Quedan algunas cosas que se necesita arreglar antes de que veamos las calles iluminadas por farolas de algas. El mantenimiento necesario por estas lámparas todavía no está claro. Necesitarán limpieza, como una pecera en casa, para prevenir que las algas crezcan en la superficie de la caja de cristal, lo que prevendría que la luz solar llegara a las algas en el interior. La viabilidad de las algas en estas lámparas también se necesita tomar en cuenta. Puesto que las lámparas toman la energía que normalmente se usaría para producir azucares para producir una farola eléctrica, es posible que las algas en las lámparas murieran mucho más rápido que sus contrapartes en la naturaleza. Esto podría causar una necesidad frecuente de reemplazar las algas y deshacerse de las muertas. De igual modo, es necesario evaluar la susceptibilidad de las algas condiciones climáticas extremas. Aunque probablemente hace demasiado frío en Minnesota para el uso de estas farolas, quizás si se puede superar algunas de las desventajas, estas farolas decorarán las calles de algunas comunidades en un futuro no muy lejano.


REFERENCIAS (unas requieren subscripciones por el acceso total):

  1. Nguyen, T.C. Can an Algae-Powered Lamp Quench Our Thirst For Energy?Smithsonian.com, 2013.
  2. Velasco, E.; Perrusquia, R.; Jiménex, E.; Hernández, F.; Camacho, P.; Rodríguez, S.; Retama, A.; Molina, L.T. Sources and sinks of carbon dioxide in a neighborhood of Mexico City. Environ. 2014, 97, 226-238. doi:10.1016/j.atmosenv.2014.08.018
  3. Bradley, R.W.; Bombelli, P.; Rowden, S.J.L.; Howe, C.J. Biological photovoltaics: intra- and extra-cellular electron transport by cyanobacteria. Soc. T. 2012, 40, 1302-1307. doi: 10.1042/BST20120118

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