Las aguas residuales permitirán generar bioelectricidad

La bacteria e. coli o escherichia coli no tiene muy buena prensa, ya que suele estar detrás de algunas intoxicaciones alimentarias. Sin embargo, hay muchas áreas de desarrollo tecnológico en las que, más que una enemiga, puede considerarse una fantástica aliada. La última de ellas está relacionada con el aprovechamiento de las aguas residuales para la generación de bioelectricidad.

Hasta ahora, este tipo de residuos se empleaban para producir principalmente abono y biogás, pero los investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Lausana (EPFL) han encontrado una alternativa para la producción de energía eléctrica renovable.

Qué es la bioelectricidad y cómo la e. coli puede generarla

La bioelectricidad se conoce como la capacidad de algunos microorganismos capaces de generar señales eléctricas o, más concretamente, de transferir electrones de forma extracelular (EET).  por medio de sus procesos metabólicos. Tales microorganismos se conocen como electrígenos o electrogénicos. Y hasta ahora no se había conseguido que la bacteria e. coli llevase a cabo ese proceso de forma eficiente.

No obstante, debido a su resistencia y a su presencia en todo tipo de entornos, la bacteria e. coli es una de las más empleadas en investigaciones genéticas. Fundamentalmente, se utiliza como receptáculo para introducir cadenas de ADN de otros organismos y estudiar su comportamiento en la producción de proteínas. Es lo que se conoce como ingeniería metabólica. Los científicos de la EPFL decidieron aprovechar esta versatilidad para fines muy distintos.

Tras integrar componentes de una bacteria llamada Shewanella oneidensis MR-1, un conocido electrógeno, han logrado que la bacteria e. coli genere bioelectricidad a partir de la materia orgánica presente en las aguas residuales. La clave de esta estrategia ha consistido en optimizar un cauce de transferencia de electrones a través de la membrana interna y externa de las células.

Una vez comprobada la eficiencia del sistema en los confines de un laboratorio, los científicos lo han puesto a prueba con las aguas residuales de una fábrica de cerveza en Lausana. Las demás bacterias ni siquiera llegaron a sobrevivir, mientras que la e. coli logró triplicar la eficiencia  que suele ofrecer este tipo de energía renovable.

Lo habitual hasta la fecha era usar electricidad para poder someter la materia orgánica a distintos tratamientos. En cambio, los investigadores apuntan que la técnica que han desarrollado permite generar electricidad en lugar de consumirla. Todo apunta a que los sistemas de procesamiento de aguas residuales podrían convertirse en un futuro en pequeñas centrales eléctricas más sostenibles.

Y el potencial de este enfoque no se limita a las aguas residuales, ya que también podría aplicarse a otros desarrollos biotecnológicos como baterías microbianas, electrosíntesis y biosensores. Además, las bacterias pueden optimizarse para que generen una mayor carga de bioelectricidad en función del tipo de entorno y materia orgánica empleada.  

Biobaterías a partir de bacterias

En artículos anteriores hemos abordado el uso de bacterias para producir electricidad, aunque en otros contextos. Uno de los más llamativos es una batería biológica recientemente comercializada que, gracias a un panel de siete metros cuadrados puede generar hasta 15 Wh/día en cualquier jardín. Las bacterias se alimentan del agua de riego y la materia orgánica presente en el sustrato. Esta fuente de energía permite que las zonas verdes se iluminen de forma autónoma y alimenten pequeños sensores.

Otra de las vías en las que se está explorando el potencial de la bioelectricidad es en una nueva generación de paneles solares. En este caso, se trata de una tecnología experimental en la que los investigadores han programado bacteria e. coli para que segregue licopeno, un tinte natural que permite a los organismos hacer la fotosíntesis. Según los desarrolladores, esta tecnología ha permitido batir los récords de producción de una célula fotovoltaica biogénica. En este caso, el mayor reto consistirá en mantener las bacterias vivas durante 

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Fuentes:

• Science Daily