EEUU da otra vuelta de tuerca: investigadores crean una batería que produce energía a partir de los microbios del suelo

Un equipo de la Universidad Northwestern, en Estados Unidos, presentó una solución que parece sacada de la ciencia ficción, ya que crearon una pila de combustible capaz de extraer energía de los microbios que habitan en el suelo de forma natural. Esta tecnología, con un tamaño similar al de un libro de bolsillo, ofrece una vía sostenible para alimentar sensores en la agricultura de precisión sin depender de químicos tóxicos o metales pesados.

La batería aprovecha la actividad de las bacterias exoelectrogénicas, unos microorganismos que liberan electrones al descomponer la materia orgánica. Estos investigadores consiguieron que su invento funcione tanto en terrenos inundados como en condiciones de sequía extrema. Incluso, los expertos superaron en un 120% el tiempo de funcionamiento de los sistemas analógicos anteriores.

El avance fue publicado en la revista Proceedings of the ACM on Interactive, Mobile, Wearable and Ubiquitous Technologies.

¿Una batería de microbios? Energía infinita bajo nuestros pies

Esta batería biológica, conocida técnicamente como celda de combustible microbiana de suelo (SMFC), genera electricidad mediante un ánodo enterrado y un cátodo expuesto al aire. La clave del éxito radica en su diseño perpendicular, una geometría que permite al aparato capturar oxígeno y humedad de forma simultánea incluso cuando la superficie terrestre se seca.

Bill Yen, líder del proyecto, explica que mientras exista carbono orgánico para que los microorganismos lo procesen, la unidad puede durar para siempre. A diferencia de los paneles solares, que quedan inutilizados por el polvo o la falta de luz, este sistema de Estados Unidos trabaja en la oscuridad total bajo tierra.

El prototipo demostró su capacidad al alimentar con éxito sensores de humedad y sistemas de detección de contacto, útiles para rastrear el paso de animales en zonas remotas.

«Estos microbios son ubicuos; ya viven en el suelo de todas partes», afirma George Wells, autor principal del estudio, quien destaca que basta con sistemas de ingeniería sencillos para capturar su electricidad.

¿Por qué es importante este avance para la agricultura?

La implementación de redes de sensores en grandes extensiones agrícolas suele chocar con la logística de cambiar pilas contaminantes. El invento de estos investigadores evita el uso de minerales de conflicto como el litio o el cobalto, lo que reduce el impacto ambiental de la tecnología ubicua. Además, el equipo utiliza materiales que se consiguen en cualquier ferretería local, lo que facilita que cualquier comunidad acceda a esta energía renovable sin depender de cadenas de suministro globales complejas.

Gracias a su resistencia, la batería soportó variaciones de humedad desde niveles muy bajos (41% de contenido de agua por volumen) hasta la saturación total bajo el agua. Para la comunicación inalámbrica, los científicos equiparon el sensor con una antena diminuta que transmite datos mediante el reflejo de señales de radiofrecuencia existentes.

«Queremos construir dispositivos que utilicen cadenas de suministro locales y materiales de bajo coste para que la informática sea accesible a todas las comunidades», señala Josiah Hester, coautor del trabajo.

«Si imaginamos un futuro con billones de estos dispositivos, no podemos fabricar cada uno de ellos con litio y toxinas peligrosas para el medio ambiente», concluye Bill Yen.

Los autores liberaron todos los diseños y herramientas de simulación de forma abierta para que otros profesionales puedan replicar el modelo.