Un híbrido biotecnológico capaz de transformar dióxido de carbono en materia orgánica
31 marzo, 2020
Ocho años de investigación han dado como resultado un sistema híbrido que transforma el dióxido de carbono en otros compuestos. El trabajo conjunto entre la Universidad de de California Berkeley y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) produjo un dispositivo que captura dióxido de carbono del aire y lo transforma en productos orgánicos útiles. Aunque podrían imaginarse muchos usos para este desarrollo tecnológico, el objetivo es la exploración espacial.
Un dispositivo desarrollado para Marte
La exploración humana del planeta rojo trae consigo múltiples retos. Uno de ellos es el suministro de compuestos orgánicos. Con ellos se podrán fabricar todo tipo de consumibles como combustible o medicamentos. Sin embargo, llevarlos desde la Tierra sería muy costoso. La solución que encontraron los investigadores de la UC Berkeley y el Berkeley Lab considera fabricarlos en Marte.
El dispositivo es un híbrido que combina bacterias y nanocables. El dispositivo convierte dióxido de carbón y agua en bloques para construir moléculas orgánicas, esto a través de energía solar. Los nanocables funcionan como componentes electrónicos, como sensores y también como celdas solares; estos miden apenas la centésima parte de un cabello humano.
Crédito: UC Berkeley, foto por Peidong Yang
“En Marte, cerca del 96% de la atmósfera es CO2. Básicamente, todo lo que necesitas son estos cables semiconductores de silicón para tomar la energía solar y pasarla dentro de ellos y harán la química por ti”, afirmó Peidong Yang, líder del proyecto. Entre las ventajas que se describen de un sistema como este está que los sistemas biológicos se reproducen. La idea básica es llevar un pequeño dispositivo, que una vez en el sitio de experimentación aumente su capacidad, evitando agregar más peso a la carga de la nave que lo transporte.
Pensando específicamente en Marte, los recursos básicos para este dispositivo serán relativamente fáciles de conseguir. Para funcionar, requiere de luz solar y agua, además del dióxido de carbono por transformar. La atmósfera marciana es rica en CO2 y la luz solar llega a la superficie marciana. El agua, que hasta hace unos años parecía inexistente, se conserva congelada en los polos y en el subsuelo.
Un dispositivo espacial para la Tierra
Esta tecnología biohíbrida fue pensada para Marte pero fácilmente puede usarse en nuestro propio planeta. Entre los beneficios que presenta está ayudar en el combate al cambio climático. Después de consumir el dióxido de carbono entregaría los mismos compuestos orgánicos que también son útiles en la Tierra.
La forma en que funciona este dispositivo se conoce desde hace mucho en nuestro planeta: pues es de manera similar que la fotosíntesis. De forma natural, las plantas convierten luz solar y agua en compuestos orgánicos, principalmente azúcar y carbohidratos. La ventaja de este dispositivo sobre las plantas es un mayor nivel de eficiencia. Las plantas convierten en promedio menos del 0.5% de la energía solar en compuestos orgánicos; entre las más eficientes está la caña de azúcar con una eficiencia de entre 4% y 5%.
Los resultados se publicaron en la revista científica Joule. Ahí se reporta que la eficiencia del híbrido basado en la bacteria Sporomusa ovata y los nanocables ofrece una eficiencia de 3.6%; menor a la caña de azúcar pero mayor al promedio. Las moléculas que produce este dispositivo son acetatos. Estas moléculas sirven como base para producir un amplio rango de otras moléculas orgánicas.Los resultados de la investigación de Yang y su equipo están planeados para la colonización marciana pero bien pueden usarse en la Tierra. Aunque la atmósfera de nuestro planeta no está conformada naturalmente por CO2, si hemos aumentado sus niveles en los últimos siglos. Los mismos investigadores consideran esta posibilidad de usarlo aquí mismo, aunque el acento para desarrollado haya sido marcado en rojo, el mismo de las arenas marcianas.