Un premio y el futuro

He leído en el número de diciembre de Investigación y Ciencia que en 2004 dieron un premio a un diseño de edificio que me ha llamado la atención. Aparte de que cuenta con materiales muy innovadores, destaca que sus paredes hacen fotosíntesis. Como la de las plantas. Sólo que artificial.

La fotosíntesis no es, en realidad, un único proceso. Son dos. Uno convierte energía de la luz en energía potencial eléctrica almacenada químicamente. Otro convierte la energía potencial eléctrica almacenada químicamente en energía potencial química, no eléctrica (y por tanto más duradera).

Pila

Fuente: Wikipedia

Huy, esto va para largo. Parece que hay cosas que explicar.

¿Qué es eso de energía potencial eléctrica? Fácil. ¿Has visto una pila? Pues eso. O una batería de un móvil. ¿Te das cuenta? Estás acostumbrado a hacer uso de artefactos que no sabes cómo funcionan. ¿Y no te lo preguntas? ¿Aceptas el mundo como es y ya está?

La energía, sea de la clase que sea, es la capacidad de producir un cambio. ¿Quieres hacer un cambio gordo? Necesitas un puñado gordo de energía.

La energía potencial es energía almacenada. No está produciendo un cambio, pero podría producirlo.

La energía potencial eléctrica consiste en cargas eléctricas separadas (positivas y negativas; es decir, protones y electrones). Y las mantenemos separadas a pesar de que se atraen entre sí. Precisamente, cuando dejamos que se acerquen es cuando hacen el trabajo. Aprovechamos que los electrones viajan hacia los protones y quieren unirse a ellos. ¿Y por qué eso tiene energía? Es como una goma elástica tensada. Separar protones de electrones cuesta trabajo (como estirar la goma). Permitirles que se vuelvan a unir devuelve una parte de ese trabajo (otra parte se pierde para siempre).

Eso ocurre cuando cargas una batería de un teléfono móvil.

Y cuando se hace la fotosíntesis.

El problema es mantener esas cargas separadas. Ya has visto que los móviles hay que recargarlos, los uses o no. Pues las plantas han encontrado la solución. Nosotros todavía no. Las plantas sí. Han logrado convertir la energía potencial eléctrica en energía potencial química.

¿Qué es la energía potencial química? Juntar dos átomos que cuesta trabajo unir, unirlos y esperar. Esperar a que la unión se rompa para recuperar el trabajo. Y puedo esperar. Esperar mucho. La energía potencial química es una buena forma de guardar energía. Ya no está en cargas separadas. Está en enlaces, que es mucho más sencillo de almacenar. La guarda en un enlace muy rico en energía (o sea, que cuesta mucho formarlo, pero que cuando se rompe libera mucha energía). Se llama ATP.

Y si quieres puedes ver este vídeo, que te cuenta cómo guarda energía el ATP. Si te fijas en la fórmula química, tiene tres fósforos. El tercero cuesta mucho trabajo añadirlo. Así que, cuando se rompa, devolverá (casi) todo ese trabajo. Las células tienen una máquina que nosotros todavía no hemos inventado un equivalente artificial. Esa máquina convierte la diferencia de cargas (demasidados protones a un lado, demasiados electrones a otro) en ATP. Esa máquina la tenemos a tanto animales como vegentales. Nosotros la hacemos funcionar con comida y los vegetales con luz.

Es complejo y está en inglés… Un inglés facilito eso sí. Tú verás…

El ATP sirve para muchas cosas, pero no se puede guardar demasiado tiempo, se rompe fácil. Hay que buscar una manera mejor. ¡Azúcar! Se rompe el ATP y se fabrica azúcar.

Al final, la energía del sol entró en la glucosa. Y lo hace mediante un proceso llamado ciclo de Calvin. Pero eso es para otra entrada, y sólo para bachillerato.

Esa segunda parte, el almacenamiento de la energía en enlaces, no la han solucionado los del edificio. Ni nadie. Si supiéramos hacer la segunda parte no tendríamos problemas de energía. Si supiéramos guardar en enlaces químicos la energía potencial eléctrica no tendríamos una crisis de energía, ni calentamiento global ni nada por el estilo. Ni muchas de las guerras.

Bueno, esos científicos e ingenieros han inventado una fotosíntesis artificial que hace la primera parte. Es como convertir el edificio entero en una gigantesca batería, en una gigantesca pila. Vale para cargar baterías y hacer funcionar aparatos eléctricos. Mientras haya sol. ¡Si supiéramos guardar en algún tipo de molécula ese potencial químico…!

¿Te imaginas, dentro de unos años, todas las paredes de los edificios de una ciudad, de color verde?

5 Replies to “Un premio y el futuro”

  1. Rivy

    Esto ya lo comentamos en clase, no recuerdo bien si decidimos que seria JJ en que consiguiera producir artificialmente la segunda parte del proceso pero no me extrañaria, siempre es el xD
    Cab destacar que aparte de acabar con el calentamiento global haría que se volviera atras en el tiempo en ese aspecto por eliminar el CO2 de la atmosfera…aunque da un poco de miedo, podria provocar la desaparicion del mundo tal y como lo conocemos. Ahora mismo solo supone ventajas pero, ¿como reaccionaria la gente y la sociedad en si ante ello?¿Acaso creeis que los grandes dueños de la energia terrestre van a quedarse tranquilos? Se podria provocar una guerra de intereses… con todo ese capital acumulado durante años se podrian comprar esos avances y evitar que se siga.Suena bastante horrible pero asi es la humanidad, el avance siempre tiene sus consecuencias.
    -Besitos de menta

    Responder
  2. Imagen de perfil de José Luis Castillo

    No termino de creerme las teorías del tipo: “una gran empresa lo puede comprar…”. No digo que se haya hecho en el pasado. Digo que nadie va a renunciar a hacer dinero. Y una gran empresa sabe que esta idea, si es eficiente, son muchos miles de millones.

    El mercado, que unas veces es sabio y otras idiota…

    Responder
  3. Imagen de perfil de José Luis Castillo

    El premio es jugoso: la solución al problema energético mundial. Podríamos almacenar energía, que es algo que ahora no sabemos hacer. Y, desde luego, el que lo descubra se forra. Hay muchos incentivos de mercado. Probablemente, para aumentar esos incentivos habría que realizar un profundo análisis económico que dirija hacia el objetivo mayor cantidad de inversión.

    Luego un economista debería saber de Biología. Y un biólogo de economía.

    La naturaleza del problema es interdisciplinar. Y eso resulta bastante incompatible con la actual educación, basada en materias. Supongo que este problema, como muchos otros, tendrá que esperar a especialistas en un tema, curiosos hacia otros.

    Y luego resultará que la solución no era tan difícil. Estoy seguro. Seguro.

    Si ya la ha inventado un vegetal…

    Responder
  4. Pingback: Blog de José Luis Castillo » Agua chocando contra proteínas

Deja un comentario si lo deseas. ¡Y gracias por leer! :)