Hacia la construcción de bacterias eléctricas

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Imagen de microscopía de fuerzas atómicas (AFM) de células de Geobacter sobre superficie de grafito. Celia Rogero y Abraham Esteve.

La contaminación de las aguas y la crisis energética son dos de los problemas más acuciantes a los que se enfrenta la sociedad actual. Encontrar una solución conjunta a estas dos cuestiones es el propósito del grupo de Bioelectrogénesis de la UAH, y los microorganismos son sus aliados en esta compleja encrucijada.

“Pretendemos que el residuo pague su propio tratamiento”, explica Abraham Esteve Núñez, bioquímico responsable de este grupo de investigación multidisciplinar. “Nuestra sociedad ha invertido mucha energía y dinero en generar compuestos de síntesis y materiales, y las bacterias podrían ayudarnos a recuperar toda esa energía química contenida en los residuos del agua y del suelo”, añade.

Precisamente para descontaminar las aguas residuales y generar energía eléctrica limpia de forma paralela, nace el proyecto europeo Bacterial Wiring for Energy Conversion and Bioremediation (BacWire), financiado con tres millones de euros por el Séptimo Programa Marco dentro del área de nanotecnología.

En este proyecto multidisciplinar participan, además del grupo de Bioeletrogénesis de la UAH, investigadores de la Universidad de Alicante, Universidad de Liverpool (Reino Unido), Universidad de Berna (Suiza), el Instituto de Investigaciones en Ciencia y Tecnología de Materiales (INTEMA) de Mar de Plata (Argentina) y la empresa danesa de células de combustible Electro-Cell. Ingenieros, físicos, bioquímicos, nanotecnólogos, químicos y microbiólogos están embarcados en esta aventura.

“El sistema que hemos ideado consta de unos electrodos, que introducimos en el agua residual con la bacteria Geobacter, que transforma los contaminantes y, a la vez que “respira” el electrodo en la misma forma en la que nosotros utilizamos el oxígeno, genera un flujo de electrones; es decir, electricidad. Estamos tratando de elucidar cuáles son los mecanismos por los que las bacterias transfieren los electrones a los electrodos, y así conectar Geobacter a ellos mediante nano-cables moleculares con el objetivo de diseñar pilas de combustible microbianas más eficientes que permitan aplicar esta nueva tecnología”, comenta Esteve.

Este microorganismo era ya conocido porque al respirar óxidos de hierro de las rocas, los transformaba en un imán natural, la magnetita. En este caso, el material que se le da a Geobacter para respirar y que produzca electricidad es grafito, el mismo que encontramos en la mina de los lápices.

Tras obtener buenos resultados en el laboratorio y en diversas plantaciones que se encuentran en el Real Jardín Botánico Juan Carlos I de la UAH, el siguiente paso es comprobar que el método es también efectivo a gran escala.

Por eso el consorcio está diseñando una celda de combustible a escala piloto y poder tratar un metro cúbico de agua residual. “Tenemos muchas esperanzas puestas en este proyecto porque sería una forma de conseguir energía de forma continua, eliminando además residuos tóxicos. Es una solución perfecta que nos ofrecen las bacterias”, concluye Abraham Esteve Núñez.