Investigadores crean una pila termoeléctrica microbiana que ahorra energía

Figura en www.microbialfuelcell.org Investigadores del Instituto Cavanilles de la Universitat de València han creado una pila termoeléctrica microbiana capaz de transformar el calor metabólico que desprenden los microrganismos en corriente eléctrica y, además, ahorrar energía, según un comunicado de esta institución académica. El desarrollo de este dispositivo, denominado Microbial Thermoelectric Cell (MTC) y que acaba de ser publicado en la revista especializada PLOSONE, forma parte de la investigación realizada por científicos del grupo de Biotecnología y Biología Sintética de este centro del Parque Científico. El sistema de electricidad microbiana ideado, el primero existente de este tipo, tiene aplicación en el sector biotecnológico, regulando la temperatura de los cultivos y consiguiendo a la vez producción eléctrica y ahorro energético en forma de refrigeración. El proyecto nace de la pregunta de si se podría transformar el calor de los cultivos microbianos en electricidad y, para contestarla, el equipo de expertos liderado por el científico Manuel Porcar ha puesto a punto un sistema basado en el efecto termoeléctrico conocido como "efecto Seebeck". Éste establece que una placa compuesta por dos metales diferentes en cada cara, cuando es sometida a una diferencia de temperatura, genera una diferencia de potencial. El MTC conecta térmicamente (con una barra de cocer) un cultivo de levadura a una placa termogeneradora, cuya cara fría está conectada a un radiador que disipa el calor. Así, el calor que generan las levaduras mientras crecen crea un gradiente térmico en la placa que tiene como consecuencia la generación de una corriente eléctrica, explican las fuentes. Hasta ahora, con pequeños volúmenes de cultivo, no se ha pasado de obtener con este sistema unos pocos voltios. Los investigadores trabajan ahora en mejorar el rendimiento del sistema, con cultivos microbianos fuertemente exotérmicos y poniendo a punto sistemas ad hoc para la producción de electricidad a partir de un medio tanto líquido como sólido. La producción de electricidad a partir de microorganismos es un fenómeno realizado hasta el momento exclusivamente mediante las denominadas Microbial Fuel Cell (pilas de combustible microbiano), en las cuales se produce una transferencia de electrones de la materia orgánica a un ánodo. El MTC, sin embargo, se basa en un efecto totalmente diferente, el termoeléctrico, de forma que supone "un hito y primer paso" hacia el aprovechamiento energético del calor que desprenden los microorganismos, consideran las fuentes. Entre las aplicaciones del sistema, destacan la producción de electricidad en empresas biotecnológicas, en fermentaciones alcohólicas o en biorremediación y compostaje. Subrayan asimismo la capacidad del nuevo sistema para, además de producir electricidad, regular la temperatura de los cultivos, manteniéndolos en un rango térmico idóneo, de forma que se consigue, a la vez, producción eléctrica y ahorro energético en forma de refrigeración. En http://www.finanzas.com/noticias/empresas/20130227/investigadores-crean-pila-termoelectrica-1742676.html

MICROORGANISMOS EFECTIVOS

EM para la salud, en el suelo, las plantas, los animales y el medio ambiente „Pero luego me di cuenta que, para muchos, la ciencia es valiosa siempre que les reporte un beneficio y que incluso idolatrarán el error si así aseguran su bienestar económico. “ (Eckermann: Conversaciones con Goethe) EM, los Microorganismos-Efectivos, favorecen el crecimiento de las plantas, eliminan olores desagradables en letrinas de escuelas, equilibran la digestión de los animales y de humanos osados, mantienen la higiene y pueden usarse para los peces de acuario – en los últimos años EM también se ha hecho un nombre en Europa, en gran parte gracias al libro “An Earth Saving Revolution” del Profesor Dr. Teruo Higa, el descubridor de los Miccroorganismos- efectivos. EM es un líquido de color marrón con un olor agridulce, compuesto principalmente de lacto bacilos, las bacterias responsables de los efectos curativos de la leche cuajada y del “Sauerkraut”, así como del efecto saludable del pan con masa leudante, y ha sido usado por los humanos desde miles de años atrás. Para la mayoría de la gente la mención de microbios (bacterias, levadura, hongos) da repulsión y provoca el deseo de librarse de ellos. La industria ha desarrollado productos de limpieza que matan indiscriminadamente toda forma de vida. Ésto ha conducido a la situación en la que nuestros hospitales son hogar de incontrolables variedades microbiológicas que requieren ulteriores medidas de desinfección y remedios de ingeniería genética. Toda superficie en este mundo está habitada por microbios. Éstos son los reales gestores de toda forma de vida. Están a cargo de la supervivencia en todas partes, ya sea en el suelo o en el aire, en membranas mucosas y sobre la piel. En tanto que las superficies estén habitadas por microbios "buenos", no tienen cabida los microbios causantes de enfermedad. Los microbios conforman estructuras sociales muy estables ya que una especie vive tras el término del ciclo metabólico de otra. Este planeta, que una vez fue un lugar desierto e inhabitado, ha sido transformado en un mundo hermoso gracias a los microbios. Estos organismos unicelulares tan despreciados disponen de todo el material genético básico para el desarrollo de organismos multicelulares, plantas, animales y humanos. Su tarea primordial en la naturaleza es la de asegurar que todo organismo muerto se convierta en recurso para una nueva vida. Por lo general, ésto ocurre en el suelo, los “intestinos” del mundo vegetal. Las plantas son los únicos seres vivos que digieren su alimento fuera de sus cuerpos, a través de los microbios del suelo. Los microbios del suelo metabolizan y transforman plantas, animales, humanos, o petróleo derramado, en substancias que sirven a otras formas de vida. Sin este proceso el mundo se degradaría hasta convertirse en un vertedero gigante. Los microbios son altamente adaptables y, por ello, garantizan la continuidad de la vida. Cada veinte minutos doblan su población y, en solo seis años, pasan a través de 200.000 generaciones, la misma cantidad que dispuso la humanidad para la adaptación. Por el bien de la estabilidad, los biotopos microbiológicos necesitan todas las especies existentes, incluyendo aquellas que predominan en condiciones de enfermedad; por eso no es sensato dejar que nuestro afán por la “higiene” erradique estas especies. Nosotros somos dependientes en un mundo microbiológico equilibrado. En el tracto intestinal, de todas las criaturas con un estomago simple, el número de microbios es tan elevado que cada célula es cuidada por 10 microbios. „La muerte está en los intestinos“, como todos sabemos. Pero también albergan la vida. Más del 80% de nuestra inmunidad se genera en los intestinos. Y cada macroorganismo, humano o animal, a causa del estrés, la polución y los estimulantes, daña a sus microbios generadores de vida. Ésta es la razón por la que los organismos mayores necesitan un suministro externo de microbios nuevos, a través del aire, la comida y la bebida. Sería sensato que los humanos y los animales se rodeasen de un entorno microbiológico saludableésto es posible con EM. Lo saludable se mantiene y sustenta independientemente. Los biotopos son estables solamente si conviven un gran número de especies. En caso de que surja un problema repentino, la diversidad aumenta las posibilidades de llegar a una solución. Tendría que existir en el aire, en toda superficie y en la piel una mezcla de microbios buenos. Es importante que un pequeño grupo de organismos benéficiosos preserve su rol dominante. Los microbios promotores de salud integran en el sistema en conjunto los potenciales microbios causantes de enfermedad, de modo tal que incluso éstos contribuyen positivamente al desarrollo del biotopo como un todo. La mayoría de la diversidad de especies no es buena ni causante de enfermedad, sino que actúa de acuerdo al grupo de organismos que predomina. Cuando Teruo Higa, profesor de ingeniería agrícola de la universidad de Ryukyus en Okinawa, inició sus experimentos microbiológicos, ya partía con éstas premisas. Siguiendo el enfoque convencional, buscaba la mejor variedad microbiológica para mejorar el rendimiento de las cosechas de los agricultores. Cuando utilizó bacterias fotosintéticas, observó una mejoraen la calidad de la cosecha, pero sin efectos en la cantidad. Accidentalmente, en una ocasión experimentó con una mezcla de más de 200 microbios, procedentes en su mayoría del procesamiento tradicional de vegetales encurtidos. Con éstos consiguió cosechas mayores, con mejor sabor y de vida más larga. Como es obvio, éstas tenían intrínsecamente mayor estabilidad y se presumió que la misma estabilidad podría impartirse al consumidor del producto. Con estas tradicionales mezclas microbiológicas el Profesor Higa desarrolló, hace mas de veinte años, la composición de los Microorganismos Eficaces, la cual está disponible hoy en día como EM1. EM1 es muy estable, por eso puede conservarse por más de un año a temperaturas normales, entre los 10 y 30 grados centígrados. EM se usa en más de 120 países. En la actualidad, varias decenas de miles de agricultores y más de 10.000 hogares utilizan EM para mejorar la salud de su entorno. El Profesor Higa, con la profunda convicción de que este conocimiento pertenece a la humanidad, no patentó EM. Todos los derechos sobre EM han sido cedidos a la EM Research Organization (EMRO), una organización internacional de servicio público. Con donaciones de países ricos, EMRO, por ejemplo, trabaja en los barrios bajos de Nairobi, con una población estimada de 800.000 personas. La gente ahí se ocupa de la administración de la higiene con EM, tratando sus desechos con EM y empleándolo para el cultivo de vegetales en un terreno semidesértico a su disposición. Posteriormente, las condiciones sanitarias se han estabilizado más y las personas padecen menor estrés. En muchas universidades, en particular en Asia, aunque también en Europa y Estados Unidos, se está investigando científicamente los efectos del EM. Los fondos para la investigación son donados principalmente por la EMRO o por amigos privados de EM y también, por supuesto, se reciben donaciones de instituciones. Mediante un muy simple proceso, que puede llevarse a cabo en cada hogar, puede incrementarse el volumen de EM1 hasta treinta veces. Por consiguiente, ésta solución activada de EM cuesta sólo una fracción del valor del producto original, pero debe usarse dentro de un corto período de tiempo antes de que pierda su efecto. De todos modos, el proceso doméstico o laboral de extensión del producto tiene la ventaja de integrar microbios de fermentación regionales. El simple hecho de trabajar con EM genera una perspicacia especial en la gente. Los pequeños experimentos facilitan el aprendizaje y ofrecen oportunidades de comprender la naturaleza del EM. Donde quiera que ocurran problemas de difícil solución, el impacto del EM es de fácil percepción. Por ejemplo, un director de escuela tenía la preocupación de que los niños no bebían suficiente agua a causa de que evitaban ir al baño, por los malos olores procedentes de las letrinas. El ayuntamiento no podía proporcionar los fondos necesarios para la renovación de las mismas y los maestros veían como los alumnos sufrían por falta de concentración debido a la insuficiente ingestión de líquidos. Uno de los compañeros llamó a un consejero en EM, y el personal de limpieza substituyó con EM los detergentes desinfectantes convencionales. Con dos cucharadas de EM para un cubo de agua ese mismo día, el nocivo olor de amoníaco había desaparecido. Mientras tanto estas experiencias se transmiten oralmente y algunas escuelas han solucionado sus problemas de deficiente financiación en esta área con la ayuda del EM. Parecidas experiencias viven las amas de casa cuando se generan olores nocivos en las fosas sépticas. Inicialmente, se vierten uno o dos litros de EMa (EM activado) en todos los desagües de la casa. Mediante esta práctica se regenerará cualquier compuesto microbiológico en todos los desagües y cloacas hasta la fosa séptica. Se previene así cualquier bloqueo a largo plazo y ésto es apreciado por los fontaneros cuando tienen que reparar o cambiar la instalación. El efecto será de larga duración si se usa sólo EM y no se usan más productos de limpieza que maten microorganismos saludables. Varios hoteles han incorporado EM para el mantenimiento de la higiene. Cualquiera que viaje frecuentemente, conoce los olores penetrantes de los productos de limpieza. Actualmente, el aroma de albaricoque parece que está de moda y ha reemplazado al de limón. En particular, las personas alérgicas sufren mucho por culpa de estos productos. Si se rocía EM diluido con agua en una proporción de 1:100 con un vaporizador para flores, los microbios quedarán bien esparcidos y distribuidos, también en suelos con alfombras. Ahí éstos ejercerán su acción natural, alimentándose de todas las partículas orgánicas del polvo. ublicado en http://www.em-info.es/clickweb/service/cw.php?F=ernst_Hammes.php&LANG=SPANISH&PR=em.

Crean celdas de combustible “asistidas” con bacterias que producen electricidad

Laboratorio. Héctor Poggi y su equipo del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav desarrollan diversos tipos de celdas. Foto: Isaac Torres Cruz Científicos del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav) Unidad Zacatenco desarrollan celdas de combustible capaces de generar energía eléctrica “asistidas” con bacterias. Éstas pueden utilizarse a manera de pilas en diversos aparatos electrónicos pequeños, pero de manera más inmediata se emplearían en un consorcio de celdas para baterías de automóviles. El trabajo desarrollado por el grupo de los investigadores Héctor Poggi y Omar Solorza, genera energía eléctrica en estas celdas microbianas mediante un proceso químico de degradación, realizado por bacterias cuando consumen desechos con alto contenido de carbón de las aguas residuales. Los investigadores utilizan consorcios de bacterias para oxidar con mayor facilidad la matera orgánica, combustible biológico, del agua residual y transferir electrones al ánodo para la reacción. Para Omar Solorza aunque la presencia de energías alternativas es cada vez más constante, es importante considerar otras opciones, en este caso la energía a partir de bacterias tiene la ventaja de obtener un valor agregado de los desechos de las aguas industriales, además de degradarlos. De acuerdo con el doctor Poggi, esto funciona manera de engaño con las bacterias: así como las células transfieren biológicamente electrones de la glucosa al oxígeno, estas bacterias son empleadas dentro de las celdas para que transfieran electrones al oxígeno, en un electrodo. A partir de ahí se colectan los electrones para cerrar el circuito de una reacción catódica dando un flujo de energía. Este tipo de bacterias, las más conocidas del género Geobacter, son capaces de transferir electrones a superficies sólidas conductivas. El científico señala que algunas son completamente desconocidas, pero que dejarán de serlo en algunos años, porque el avance de la microbiología para el uso tecnológico se avecina “sorprendente”. “Cuando creemos conocer todo en microbiología, nos damos cuenta de que apenas conocemos una ínfima parte. Se necesita hacer más investigación y a veces suerte para revelar organismos nuevos que funcionan similar o mejor a los que se emplean”. El objetivo es hacer ensambles con estas celdas para generar el voltaje necesario que necesita la operación de pequeños instrumentos computacionales y electrónicos. Sin embargo, para el investigador del Departamento de Biotecnología y Bioingeniería del Cinvestav, una de las aplicaciones más tangibles en el corto plazo se encuentra en la industria automotriz. “Para una aplicación dada hay que conjuntar voltaje e intensidad, las celdas de manera individual producen una muy baja”. Por ello, refiere podrían emplearse en la industria de manera casi natural, puesto que se requiere del conjunto de varias celdas. Este principio para las celdas electroquímicas podría aplicarse para las microbiológicas. “Las celdas electroquímicas, que dan energía directa, comerciales tienen un estándar es plomo sulfúrico por la industria automotriz, que emplea cantidades astronómicas de ella”. TIPOS DE CELDAS. Ahora bien, el desarrollo utiliza los principios del consorcio microbiano, obtenido de aguas residuales, pero lo innovador en las celdas también está en la forma. En este sentido, Héctor Poggi y su grupo de investigación desarrollan diversas formas posibles para hacer más eficientes las celdas. Entre estas se encuentran las celdas multicara y de paralelepípedo, que cuentan con un electrodo en cada una de sus caras. Estos mantienen emparedados el ánodo y cátodo. Así, la distancia que corren los electrones entre estos es mínima y se genera más potencia, la cual también aumenta por la cantidad de electrodos en la celda. Esta investigación sigue en curso gracias al apoyo del Instituto de Ciencia y Tecnología del D.F. Pero los investigadores también buscan desarrollar sus propios catalizadores, que emplea el cátodo para acelerar la oxidación. Originalmente el catalizador está hecho con platino, con el que se evitan resistencias adicionales en los voltajes y transcurran “irreversibilidades que bajen la eficiencia de la celda”. Los científicos buscan el material, biológicos o inorgánico, que sustituya al platino con un buen desempeño. Para el investigador estas celdas tendrían aplicaciones en aparatos pequeños, pero con costos muy bajos “porque no hay que estar invirtiendo energía, al contrario: la está creando”. Pero también es un recurso que podría emplearse en plantas de tratamiento de agua para obtener la materia prima. Además, la utilización de este tipo de tecnología, que puede miniaturizarse, en aparatos electrónicos pequeños y sencillos evitaría el desecho de otro tipo de pilas, como las fabricadas con cadmio y otros metales perjudiciales al medio ambiente, que no se reciclan. “Así, con microorganismos que remueven la materia orgánica de agua contaminada podemos realizar consorcios para dispositivos que producen energía eléctrica”, dice Poggi. “Un beneficio redondo”. Publicado en http://www.cronica.com.mx/nota.php?id_nota=611955

Gobierno colombiano firma acuerdo de biotecnología con centro tecnológico mexicano

El gobierno colombiano anunció este miércoles la firma de un acuerdo de entendimiento con el Centro Tecnológico de Monterrey en México, el cual permitirá la creación de protocolos y canales de cooperación relacionados con la biotecnología. Entre los objetivos del acuerdo firmado por tres años, está la construcción de la primera empresa de bioprospección en el país suramericano, la generación de nuevas clases de semillas, la identificación genómica de flora y fauna microbiana, entre otros. Manuel Zertuche, director de la Escuela de Biotecnología y Alimentos del Centro Tecnológico de Monterrey, señaló durante la firma del acuerdo que Colombia es un país con un amplio potencial en diversidad de recursos biológicos que deben ser explorados y aprovechados. Por su parte, el mandatario colombiano, Juan Manuel Santos, afirmó que el acuerdo representa una gran oportunidad para convertir a Colombia en un epicentro mundial para la investigación en agricultura, alimentos y salud, que genere grandes aportes a la humanidad. El acuerdo incluye la conformación de un equipo científico binacional que genere proyectos sustentables acordes con el Plan de Desarrollo planteado por la actual administración en Colombia. (Xinhua) 03/11/2011 ublicado en http://spanish.peopledaily.com.cn/92121/7634473.html

ASI VA LA LEY DE CIENCIA Y TECNOLOGIA EN COLOMBIA

Veamos los avances de esta Ley, en la que todos nosotros como investigadores hacemos parte:


Senadores, representantes a la Cámara y vicerrectores de investigación de cuatro universidades del país se reunieron para hacer un seguimiento a los avances de las discusiones del proyecto de Ley de Ciencia, Tecnología e Innovación, CT+I, que cursa en el Congreso de la República. La Universidad Nacional de Colombia fue la anfitriona de este encuentro.

En la reunión, la senadora Gloria Inés Ramírez manifestó su total apoyo al proyecto y resaltó la importancia de una legislación para la CT+I en el país, “si Colombia quiere insertarse en los criterios de competitividad y ser un país que entre a la vía del desarrollo, tiene que invertir necesariamente en el conocimiento. Invertir en el conocimiento es invertir en la investigación”, afirmó.
El proyecto de Ley de CT+I busca un cambio en el sector productivo colombiano que base su crecimiento en el conocimiento que da la investigación. El representante Jaime Restrepo Cuartas explicó que “nosotros tenemos un modelo productivo muy atrasado que se fundamenta en los recursos primarios de la economía. Nosotros no le damos valor agregado a nada”.

Y agregó, “si tuviéramos investigación a partir de las universidades, los centros de investigación y los centros tecnológicos, podríamos generar un valor agregado, que permitiría que los recursos se quedaran en el país y no se fueran a las multinacionales, a otros países”.

De igual manera, la senadora Martha Lucía Ramírez agradeció el apoyo de sus colegas, pero manifestó inconformismo por la manera como avanzan las decisiones sobre el proyecto. “Vemos el avance del proyecto muy lento, desafortunadamente el Departamento Nacional de Planeación nos ha limitado este avance, porque internamente tiene una serie de discusiones al respecto”, afirmó.

Sin embargo, se mostró satisfecha por el apoyo que las universidades le han dado a la propuesta, “porque nadie mejor que la universidad para saber la importancia que tiene el conocimiento, porque es a través del conocimiento como lograremos que Colombia sea un país más competitivo e incluyente”, agregó.

Y es que son precisamente las universidades las más interesadas en que la ciencia, la tecnología y la innovación tomen un rumbo más definido en el país. Así lo dijo el vicerrector de Investigación de la Universidad de Antioquia, Alfonso Monsalve Solórzano: “en lo que hemos avanzado es en el contacto con la gente del Congreso que será la que vote el proyecto. Hemos visto que de diferentes bancadas, del Gobierno y de la oposición, existe un gran apoyo”.

Finalmente la senadora Ramírez afirmó que “lo vamos (el proyecto) a sacar adelante, porque el país necesita invertir más en ciencia, tecnología y educación, en lograr que nuestros jóvenes puedan con el conocimiento y el valor agregado que se le dé a nuestros bienes y servicios, lograr que Colombia sea un país mucho más participativo en el mercado global”.


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Publicado el (mes/día/año) 04/29/2008
Fuente: Agencia de Noticias UN - http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co - Bogotá, Colombia