Un equipo multidisciplinar de biólogos, químicos y físicos estadounidenses ha creado los dos primeros motores impulsados por los efectos de la evaporación en las esporas de bacterias Bacillus subtilis . Este proceso ha permitido obtener electricidad para encender una luz led y hacer circular un coche en miniatura.
“Creemos que esta tecnología podría conducir a un nuevo sistema de energía renovable que aproveche la evaporación ambiental” explica a Sinc Ozgur Sahin, biólogo de la Universidad de Columbia en Nueva York (EE UU), que ha liderado el estudio.
Los mecanismos descritos en el artículo publicado en Nature Communications se basan en el uso de esporas bacterianas que pueden absorber la humedad. Actúan así como esponjas, aumentando su tamaño al llenarse y reduciéndolo cuando se secan debido a la evaporación del agua, un proceso en el que se genera un trabajo mecánico que puede ser aprovechado.
“Si el material esponjoso tiene poros muy pequeños, la energía generada por los cambios de humedad puede ser tan fuerte que incluso cause daños, como cuando la madera de los muebles se rompe en entornos húmedos”, añade el experto.
Los investigadores pegaron varias de estas esporas en ambos laterales de una pequeña cinta de plástico, de tal forma que estas se estiraran o se acortaran dependiendo de la humedad. Estas cintas fueron denominadas músculos artificiales impulsados por higroscopia o HYDRA.
Motor de vaporización
Según describe Sahin, el primero de los motores diseñados consiste en un cubículo de plástico que, en principio, solo estaba abierto al exterior por una fina capa a nivel del suelo, por donde se podía filtrar agua. En el interior, las cintas HYDRA pendían de unas tablas de madera situadas en el techo.
Cuando se echó agua en la superficie del dispositivo, el aire del interior se humidificó y las HYDRA se expandieron. De esta forma, empujaron hacia abajo a una parte de cada tabla, mientras que la otra se levantó, abriéndose como una persiana veneciana, agrega
«Al entrar en contacto con el aire seco del exterior, la humedad se evaporó, por lo que las cintas volvieron a contraerse y las persianas se cerraron. Si todavía quedaba agua en el interior del cubículo se repetía el proceso», dice el biólogo.
Durante el experimento, un generador se encargó de convertir el movimiento de las ‘persianas’ en la electricidad necesaria para encender una luz led.
Molino de humedad
El otro motor que diseñó el equipo recibió el nombre de molino de humedad y consiste en una rueda de plástico a la que están adheridas las cintas de esporas.
“Un papel mojado recubre la mitad de la rueda, provocando que al aire sea húmedo y que las cintas se ensanchen. Cuando salen de esta zona y el aire es más seco, se vuelven a contraer”, indica Sahin.
Este movimiento de contracción y expansión de las esporas es lo que permite que el molino esté girando permanentemente. Una vez que la rueda principal se conecta a cuatro ruedines, se puede hacer circular a un coche de miniatura (0’1 kg. de peso).
Futura fuente de energía
Para sus próximos trabajos, los científicos pretenden aumentar la energía producida con estos sistemas, para que se pueda ampliar a otros usos.
“La evaporación puede ser una fuente fiable y productiva de energía renovable, ya que a diferencia de lo que sucede con la eólica o la solar, se produce constantemente, tanto por el día como por la noche”, concluye el investigador.
Referencia bibliográfica:
Chen, X. et al. “Scaling up nanoscale water-driven energy conversion into evaporation-driven engines and generators”. Nature Communications. Doi: 10.1038/ncomms8346.
