Las plantas convertidas en fuentes de energía eléctrica

Según una estimación de la Fundación Alemana para la Población Mundial (DSW), a finales de 2024 había sobre la Tierra 8156 millones de habitantes humanos. Al menos 1180 millones de estas personas (casi el 15%) son pobres energéticamente, en tanto que no revelan evidencia estadística del uso de electricidad desde el espacio. 

Esta también es la conclusión de una nueva investigación, liderada por Brian Min, de la Universidad de Michigan, EE.UU. y que se publica en la revista Joule. Este estudio, ofrece las primeras clasificaciones computacionales de la pobreza energética en el mundo en desarrollo, combinando imágenes satelitales diurnas y nocturnas de alta resolución para evaluar las firmas de emisión de luz a lo largo de hasta 3000 noches en todos los asentamientos humanos en el mundo en desarrollo.

El crecimiento constante de la población que carece de acceso a la electricidad indica que se necesita mucho más trabajo para abordar las brechas de justicia y equidad energéticas. La mayoría de los pobres en materia de energía viven en áreas que son más remotas, menos densamente pobladas y más accidentadas que las áreas con abundancia de energía.

Estos métodos brindan nuevas capacidades de seguimiento y monitoreo en el esfuerzo global por garantizar energía asequible, confiable y sostenible para todos. El elevado consumo de energía mundial propicia que la contaminación en general de la tierra y atmósfera sea elevada, con graves resultados para los ecosistemas, la salud de las personas y el clima, debido a que las principales fuentes de energías empleadas son no renovables, ya que en los hogares pobres se utilizan combustibles fósiles para calentarlos y alumbrarlos. 

La energía eléctrica es una forma de manifestación de la energía natural y es de gran importancia para el ser humano, sin embargo el sector industrial es quien requiere una gran cantidad en comparación con el consumo residencial promedio. Los recursos energéticos fósiles, como su nombre lo indica, tienen una cantidad límite para ser empleado por la humanidad, ya que son de carácter no renovable. Se estima que dentro de 50 años la extracción de petróleo se encontrará comprometida, debido no solo a su uso en el área eléctrica, sino por el uso desmedido de plásticos desechables. 

El aumento de la demanda eléctrica exige la continua investigación de energías alternativas, enfocándose en las renovables, con la finalidad de suministrar los requerimientos eléctricos en un sistema de generación distribuida a baja potencia de acuerdo a las condiciones particulares de cada consumidor.

Los continuos avances en la investigación aplicada de energías renovables, tales como Sistemas Fotovoltaicos y Parques Eólicos, abrieron la puerta al uso de otros recursos naturales para la adquisición de energía eléctrica. Una primera innovación fue el uso de los residuos orgánicos para aprovechar su poder calorífico al momento de hacer combustión. 

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Generar electricidad a partir de un recurso tan necesario para la humanidad como lo es la vegetación sin comprometer la estructura orgánica de la naturaleza sería un parteaguas en el desarrollo evolutivo de la especie. Esta idea surgió hace no más de una década, dando como resultado un futuro promisorio y la necesidad de desarrollos tecnológicos que permitan lograr mayor potencia eléctrica.

La energía biofotovoltaica es la que usan directamente las plantas verdes y demás organismos fotosintéticos capaces de capturar la energía solar, transformarla en energía química y almacenarla. Este proceso natural se denomina fotosíntesis. Durante ese proceso se genera la materia orgánica que requieren las plantas para su crecimiento normal, sin embargo, el excedente de alimento se distribuye a lo largo de las raíces donde los microorganismos lo aprovechan. 

La fotosíntesis no es otra cosa que un generador biológico que obtiene electricidad de la descomposición de sustancias orgánicas extraídas naturalmente de las plantas. Lo consigue liberando electrones y agua (H2O) en el proceso, sin causar daños a ningún organismo vivo. En otras palabras, captar los electrones excedentes al hacer la rizodeposición es como implementar una pila eléctrica por medio de un par de electrodos, lo que permite transformar la energía química en energía eléctrica.

Afortunadamente, ya hay varios emprendimientos en desarrollo, que permiten la obtención de energía eléctrica a partir de los vegetales. Uno de ellos es el del inventor peruano Ing. Hernán Asto que lidera una startup: Alinti, formada por él y un grupo de profesionales y ya ha obtenido varios premios internacionales, el más importante otorgado en los XXIII Global eAwards, organizado por la Fundación NTT DATA. Su dispositivo genera electricidad derivada de la fotosíntesis: con una microcelda se capturan electrones expulsados por las raíces y se almacenan en una batería, y permite, por ejemplo, que una sola maceta pueda generar energía para iluminar una bombilla. El Foro de Cooperación Económica Asia Pacífico galardonó al emprendimiento peruano con el premio Bio-Circular Verde, en la categoría MIPYME, por su contribución a la sostenibilidad mediante la producción de electricidad natural.

Todo el equipo (maceta, microceldas, plantas y batería) pesa en total 4 kilogramos. Alinti permite también que los habitantes del hogar donde se instalen estos maceteros se beneficien con la limpieza del aire, ya que las plantas no solo producen electrones sino eliminan sustancias tóxicas, como el benceno y el amoníaco, nocivas para la salud. Tener Alinti en casa significa salud y calidad de vida, ya que trabaja con todas las plantas que producen energía gracias a la fotosíntesis. Hay 3 plantas que producen más energía que las otras y con las cuales trabaja Alinti. Estas son conocidas popularmente como helecho de vela, malamadre y violeta de los Alpes.

Las plantas solo requieren del mantenimiento mínimo que necesitan estos organismos, un poco de agua cada 5 días, para que se pueda cumplir su tiempo de vida que está proyectada en 10 años. Su iniciativa ha permitido que muchas familias del ámbito rural accedan a electricidad. Actualmente experimenta una versión para usarla en el alumbrado público. Alinti representa una tecnología a base de fuentes inagotables de microorganismos, plantas y suelo, que funciona gracias a la nanotecnología. En resumen, es una corriente biológica que se almacena en una batería de 10 amperios y permite cargar celulares o tener una iluminación que dura hasta 5 horas.

Por otro lado, Investigadores de la Universidad de Ingeniería y Tecnología (UTEC) de Lima han creado un producto que genera 2 horas de luz diarias. Su batería recoge y convierte en energía eléctrica los nutrientes liberados en la tierra por una planta durante su fotosíntesis, una alternativa limpia y renovable para afrontar la escasez de energía eléctrica en la selva peruana gracias a un invento que plantea aprovechar su potencial para iluminar los hogares de una de las zonas más pobres de Perú. La "plantalámpara", como se denomina el invento, nació con el objetivo de "brindar una fuente de luz eléctrica limpia a las personas a través de los recursos de su entorno", y se desarrolló en la localidad de Nueva Saposoa, una comunidad indígena de 173 habitantes de la etnia shipibo-conibo, en la región amazónica de Ucayali, donde el 65 % de la población no cuenta con electricidad, según datos del Instituto Nacional de Estadísticas e Informática (INEI). 

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Un equipo formado por 7 profesores y 8 alumnos trabajó durante 4 meses en las "plantalámparas", para lo cual viajaron 2 veces a Nueva Saposoa, la primera para recolectar datos y la segunda para entregar 10 de los prototipos del invento a la comunidad. Para dar ese salto, los investigadores peruanos tuvieron que definir el área de tierra necesaria para alimentar la batería dentro de una maceta de madera, además de seleccionar una lámpara LED de alta eficiencia y de bajo consumo. Para los beneficiados en Nueva Saposoa, quedaron atrás los mecheros y candiles con combustible tóxico, además de los días en los que debían concluir sus actividades al desaparecer el último rayo de luz solar. El uso de "plantalámparas" en Nueva Saposoa permite a los adultos trabajar más horas al día, lo que repercute de forma directa en la mejora de su economía, al igual que en los estudios de los niños. La sencillez y el fácil mantenimiento del proyecto ha dejado abierta la posibilidad de llevar luz a las zonas más pobres de Perú y cambiar la vida de un gran número de personas. 

Por ese motivo, los investigadores siguen dedicados a perfeccionar el invento y reducir sus costos de fabricación a fin de hacerlo más accesible a quienes busquen adquirir la patente e implementarla. Adecuar la "plantalámpara" a las características ambientales de cada una de zonas involucrará también el desafío previo de adaptar el prototipo a suelos, aguas y plantas diferentes.

Javier Rodríguez, estudiante de Nanociencia y Nanotecnología de la Universidad Autónoma de Barcelona, y Pablo Manuel Vidarte y Rafael Rebollo, estudiantes de Ingeniería Multimedia de La Salle Universidad Ramon Llull, son tres jóvenes andaluces instalados en Barcelona que han creado la empresa Arkyne Technologies, una startup especializada en la innovación en energías renovables, telecomunicaciones y videojuegos. Hace menos de un año decidieron dedicar sus esfuerzos y conocimiento a crear tecnología verde y han diseñado Bioo, un dispositivo que permite obtener electricidad a partir de la fotosíntesis de las plantas. La idea de estos jóvenes emprendedores -sólo tienen 19 años- es que Bioo suponga una alternativa real dentro de las energías renovables en un futuro. El sistema que han creado aprovecha los residuos energéticos que las plantas expulsan y los transforma en energía eléctrica mediante unos paneles vegetales y una batería biológica. Permite generar una potencia de 3 a 40 vatios por metro cuadrado y es capaz de autoabastecerse y producir energía tanto de día como de noche, sin dañar las plantas y con un coste mínimo.

Para demostrar la viabilidad de su proyecto, recientemente, han fabricado un prototipo, que consiste en una planta en una maceta que dispone de un puerto USB con el que se puede cargar un teléfono móvil. Pero su objetivo es comercializar paneles de 1 m² que permitan abastecer los hogares con energía completamente limpia. Según los jóvenes emprendedores, con un jardín de 10 x10 metros de paneles de vegetación baja, como césped o lechugas, se podrían cubrir las necesidades constantes de electricidad de un hogar familiar estándar, mientras que con plantas más grandes como árboles o arbustos sólo harían falta 3 x 5 metros de paneles. Cada panel tendrá un coste en el mercado de 300 euros por lo que, con poco más de 4 años, el hogar habrá amortizado su coste. El sistema, no solo serviría a nivel doméstico, también se podría utilizar en otros ámbitos como la agricultura o los tejados verdes de los edificios públicos.

El proyecto Bioo ganó el reconocido concurso Imagine Express 2016 en la categoría "Open".

Asegurar los requerimientos eléctricos no solo es cuestión de generar electricidad por medio de las diferentes tecnologías disponibles, además hay que hacer más eficientes los sistemas para evitar así las pérdidas eléctricas y aprovechar al máximo los recursos disponibles. 

Es necesaria la concientización de las personas para que opten por fuentes alternativas de energía limpia, evidenciando no solo los beneficios económicos que conlleva reducir el consumo eléctrico convencional, sino la contribución ambiental que se hace mediante el cuidado de las áreas verdes, sinónimos de vida gracias a su producción de oxígeno.