Por David Cohen
Traducido por Alejandro Ramos de la Peña
Al conectar dispositivos electrodomésticos a una toma de corriente en la pared, o a una batería o incluso a un panel solar, buscamos obtener energía eléctrica. Pero, ¿qué pasa cuando esta es generada por el cuerpo humano?
Puede sonar exagerado, pero bajo la sombra de los Alpes, el Dr. Serge Cosnier y su equipo de la Universidad Joseph Fourier de Grenoble, han construido un dispositivo para hacer precisamente eso. Su aparato, llamado celda de bioenergía, utiliza la glucosa y el oxígeno en el cuerpo para generar electricidad.
Son el primer grupo de investigadores en el mundo en demostrar su dispositivo funcionando en un animal vivo. Si todo continúa según lo previsto, dentro de una década o dos, las celdas de bioenergía podrán ser utilizadas para generar energía a una amplia gama de implantes médicos, desde los sensores y dispositivos de administración de medicamentos a órganos artificiales. Todo lo que se necesitará para activarlas es comer una barra de chocolate o beber una Coca-Cola.
Las celdas de bioenergía están hechas de enzimas comprimidas y nanotubos de carbono. Cuentan con dos electrodos especiales, uno tiene la capacidad de quitar electrones de la glucosa, otro puede donar electrones a las moléculas de oxígeno e hidrógeno, produciendo agua.
Al colocar estos electrodos en una solución que contiene glucosa y oxígeno, se empieza a extraer electrones de la glucosa y a proporcionar electrones al oxígeno. Al conectar los electrodos a un circuito se produce un flujo neto de electrones de un electrodo a otro a través del circuito, resultando en una corriente eléctrica.
La glucosa y el oxígeno son de libre acceso en el cuerpo humano, por lo que, hipotéticamente, una celda de bioenergía podría seguir trabajando indefinidamente. «Una batería consume la energía almacenada en ella, y cuando esta se termina, se acabó. Una celda de bioenergía, en teoría, puede trabajar sin límites, ya que consume sustancias que provienen de los fluidos fisiológicos, y están constantemente en reposición», dijo el Dr. Cosnier.
La idea de alimentar celdas de bioenergía utilizando la glucosa y oxígeno que se encuentra en los fluidos fisiológicos se sugirió por primera vez en la década de 1970, pero fueron eliminadas debido a que la cantidad de de energía producida por los primeros prototipos era muy baja para ser de uso práctico.
Sin embargo, en el 2002, los avances en biotecnología impulsados por Itamar Willner, un investigador de la Universidad Hebrea de Jerusalén, lo llevaron a retomar la idea bajo una nueva perspectiva.
La clave de los avances recientes ha sido la comprensión de moléculas biológicas muy especiales, llamadas enzimas. Las enzimas son moléculas de origen natural que aceleran las reacciones químicas. Los investigadores que estudian las celdas de bioenergía han descubierto que una enzima especial, llamada glucosa oxidasa, es muy buena para remover electrones de la glucosa. «Es muy eficiente en la generación de electrones», dijo el profesor Willner.
El Dr. Cosnier y su equipo decidieron tomar las cosas un paso más allá. «En los últimos 10 años ha habido un aumento exponencial en la investigación, y algunos importantes avances en la investigación de las enzimas», dijo. En 2010, pusieron a prueba sus celdas de bioenergía en una rata durante 40 días y encontraron que funcionó a la perfección, produciendo una corriente eléctrica constante, sin efectos secundarios notables en el comportamiento de la rata o en su fisiología.
