3 de septiembre de 2012

¿Cómo capturan energía las microalgas?. El mundo



¿Cómo capturan energía las microalgas?

Hoy publica Teresa Guerrero un artículo en El Mundo (Orbyt,El Mundo, pag. 37) acerca de una investigación que estamos realizando un grupo de instituciones y empresas acerca el uso energético de las microalgas. Creo que es necesario añadir una pequeña aclaración a lo que escribe Teresa, sobre todo en lo que se refiere a la energía. La energía es, esencialmente, la medida del movimiento de los cuerpos: Un cuerpo de pequeña masa pero gran velocidad (relativa a otros cuerpos) tiene mucho movimiento, mucha energía, que es el producto de su masa multiplicada por su velocidad (relativa) elevada al cuadrado. Un cuerpo de gran masa, aunque tenga una velocidad pequeña, tiene también una considerable cantidad de energía.
La energía se puede transmitir: Si una lectora coge una cuerda y la ata a una varilla introducida ligeramente en la tierra, y agita su extremo de la cuerda, consigue que la varilla, que tenía velocidad cero relativa a esta lectora, adquiera una velocidad distinta de cero. El cuadrado de esa velocidad multiplicado por la masa de la varilla es la energía que la lectora ha enviado, por medio de la cuerda, a la varilla.
Aunque nos parezca que la cuerda es sólida, no es mas que un conjunto de moléculas unidas entre sí mediante fuerzas eléctricas. Lo que se mueve en la cuerda son las cargas eléctricas y lo que se propaga es una oscilación de sus campos eléctricos.
De la misma manera que la lectora mueve las cargas eléctricas en la cuerda al mover su manos, los protones en el Sol se mueven de manera muy rápida: Ese movimiento eléctrico se propaga desde el Sol a la Tierra, como el movimiento de las moléculas propaga las variaciones de sus campos eléctricos dentro de la cuerda.  Las oscilaciones de la cuerda movían la varilla. Las oscilaciones de los protones, a través de sus campos eléctricos mueven cargas eléctricas dentro de nuestros ojos y decimos que 'vemos', o cargas eléctricas dentro de las células de las microalgas. Cuando ponemos a la luz una retina de un ojo, una lámina de silicio dopado, o una microalga, los electrones de las células de la retina, de los átomos de silicio de la lámina, y de los pigmentos de las algas se agitan con más o menos velocidad, con más o menos energía, y al moverse, mueven a través de sus campos eléctricos, otros átomos, otras moléculas.
Los átomos, en general, se repelen (si no fuera así, todo el universo sería una única bola masiva).  Podemos imaginarlos como muelles. Para comprimirlos, o para conseguir que dos masas con muelles repulsores  se unan entre sí, necesitamos golpear uno de los muelles, por ejemplo, con una unidad de luz, un fotón. Si el fotón tiene la energía adecuada, y encuentra la molécula correcta, consigue que una pieza encaje en otra, y se almacena así su energía.
Esto es en esencia lo que hacen las algas: Con la energía que capturan de los fotones de la luz, crean compuestos químicos que representan esa energía almacenada. La realidad, como siempre, es muchísimo más complicada que esto tan sencillo de que las plantas cogen la luz y enlazan entre si el hidrógeno del agua con el carbono del CO2. Las reacciones son muchas y encadenadas entre sí, aunque el resultado si es la creación de glucosa a partir de agua y anhídrido carbónico  y liberación de oxígeno.
Las plantas ( y las microalgas) tienen unos rendimientos muy bajos en la captura de energía luminosa. La razón es evolutiva. Si con rendimientos bajos, allí donde hay agua, nutrientes y luz las plantas y las algas cubren todo el espacio disponible, esas plantas y algas hubiesen muerto en un 98% si hubieran cubierto mas espacio.
El rendimiento bajo es parte del diseño genético de las algas. Pero al revés que, por ejemplo, la energía eólica, la solar térmica y la fotovoltaica, que tienen rendimientos bastante superiores, las algas no solo capturan la energía de la luz, sino que la almacenan en el mismo proceso. Si el rendimiento de una célula fotovoltaica es de un 20%, pero tenemos que emplear digamos la mitad de la energía capturada en almacenarla, ese rendimiento baja al 10%. Si pudiésemos conseguir aumentar el rendimiento de las algas por encima del 2%, ambos rendimientos se acercarían entre sí. En esto trabaja el proyecto VIDA.

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