Las bacterias púrpuras son mejores para obtener energía solar

Las bacterias púrpuras, antiguos microorganismos unicelulares, podrían convertirse en un futuro cercano en la herramienta por excelencia para obtener energía solar. De acuerdo a una investigación efectuada por ingenieros y especialistas norteamericanos y colombianos, estas bacterias poseen un diseño biológico que contiene las propiedades necesarias para su empleo en paneles solares y otros sistemas similares, alcanzando una efectividad superior en la producción energética con respecto a otros métodos empleados en la actualidad.

Lo cierto es que las denominadas bacterias púrpuras se encontraban entre las primeras formas de vida presentes en la Tierra. Son organismos microscópicos unicelulares, que desempeñan un papel vital en el mantenimiento del ciclo de la vida en el planeta. Este pequeño organismo puede hallarse en ambientes acuáticos, como por ejemplo en el fondo de los lagos o en las zonas de corales bajo el mar.

Emplean la luz solar como fuente de energía, y de acuerdo a la investigación interdisciplinaria conducida por Neil Johnson, un científico del College of Arts and Sciences de la Universidad de Miami, el diseño natural que utilizan podría transformarse en la solución estructural más eficiente para generar energía solar.

Johnson y su equipo, conformado por distintos especialistas de la Universidad de Miami y de la Universidad de los Andes de Colombia, creen que estas bacterias y el método que emplean para captar la energía del sol podría ser adaptado para su uso en paneles solares y otros dispositivos similares, obteniendo amplias mejoras en la producción de este tipo de energía limpia y renovable.

Diseños naturales con aplicación energética

La investigación desarrollada por este grupo de ingenieros, físicos y otros especialistas de las mencionadas casas de estudio fue difundida originalmente a través de una nota de prensa de la Universidad de Miami. Con posterioridad, el anuncio de la universidad norteamericana fue reproducido en un artículo del medio especializado Science Daily y fue publicado en el prestigioso Physical Review Letters.

Los investigadores recalcan que estas bacterias han existido desde hace miles de millones de años, y que se trata de organismos muy simples, lo que llevaría a pensar en primera instancia que la ciencia ya sabe todo de ellos. Sin embargo, recientemente han sido halladas nuevas características de las bacterias púrpuras que podrían tener diferentes aplicaciones.

En ese contexto, el estudio de Johnson y sus colegas se centra en desarrollar un modelo matemático que permita describir los diseños naturales que adoptan estas bacterias, investigando a su vez como podría ayudar ese funcionamiento biológico para diseñar futuros dispositivos fotoeléctricos.

Según el estudio, las bacterias púrpuras se adaptan a diferentes intensidades de luz, cambiando la disposición de su mecanismo de recolección energética para hacerlo más efectivo en cada ocasión. Las bacterias captan los fotones mediante una estructura especial, denominada membrana fotosintética.

Un mecanismo natural inteligente

Una deducción primaria indicaría que las bacterias abren en mayor medida esa estructura empleada para captar la energía solar cuando reciben más luz. Sin embargo, el diseño natural no siempre sigue caminos tan lógicos o lineales, y el funcionamiento de este sistema de captación energética en las bacterias púrpuras es un ejemplo claro de ello.

Es que con la llegada de cada nueva generación, las bacterias púrpuras crean un diseño que equilibra dos cuestiones: por un lado, la necesidad de maximizar el número de fotones capturados para convertirlos en energía química y, por otro, la protección que requiere la membrana fotosintética ante un exceso de energía solar que podría dañarla.

En consecuencia, los investigadores trabajan actualmente para hallar la forma en la que estas bacterias encuentran el punto o medida exacta para incrementar la generación energética sin comprometer su estructura, perdiendo al mismo tiempo la menor cantidad de energía en ese proceso de protección. La efectividad de este mecanismo natural podría ser realmente muy útil en su aplicación en distintos dispositivos solares.

De esta manera, nuevos dispositivos electrónicos especialmente adaptados con bacterias fotosintéticas podrían guiar el desarrollo de paneles solares que se adapten a diferentes intensidades de luz, sin perder energía en las diferentes fases del proceso. En la actualidad, los investigadores están utilizando un modelo matemático y la ayuda de supercomputadoras para tratar de hallar las características más profundas del diseño fotosintético empleado por las bacterias púrpuras.