Bacterias y electricidad por el Prof. Dr. D. Mariano Gacto Fernández, académico de número

Cuando las bacterias respiran llevan a cabo oxidaciones y reducciones que generan electricidad. Esto ocurre cuando las células oxidan un donador de electrones orgánico o inorgánico y separan los electrones de los protones durante el transporte de electrones. Eventualmente, los electrones reducen algún aceptor y los protones generan la denominada fuerza motriz de protones, que es la fuente energética de las células. La eliminación de los electrones es esencial para la generación de energía en cualquier forma de respiración. En tales condiciones, el aceptor funciona como un ánodo eléctrico y la célula bacteriana facilita la transferencia de electrones desde el donador al ánodo. Investigaciones recientes han revelado que hay bacterias que forman conexiones eléctricas directas con materiales que pueden aceptar o donar electrones. La transferencia de electrones se hace a través de pelos o fimbrias superficiales de las células y varios estudios confirman que la materia orgánica que forma las fimbrias es por sí misma conductora. Estas estructuras conductoras de electricidad funcionan como nanocables eléctricos, de modo similar a un cable de cobre en cualquier circuito doméstico. Estos mismos nanocables pueden formar uniones entre las células, de modo que los electrones obtenidos por una célula en la oxidación de donadores orgánicos de electrones, se pueden enviar a un aceptor de electrones adecuado. El trasvase bacteriano de electrones puede ocurrir a distancias espaciales relativamente grandes, lo que permite hablar de conexiones eléctricas bacterianas. La superficie de estas bacterias conductoras tiene rugosidades que recorren por completo su longitud y tales estructuras están implicadas en el transporte de los electrones desde el compuesto que se oxida en un extremo de la cadena celular hasta la reducción de otro compuesto que se reduce en el extremo opuesto. La comunicación eléctrica entre las células bacterianas puede ser un modo importante por el que los electrones generados durante el metabolismo microbiano en hábitats anaerobios se mueven hasta regiones aeróbicas. El análisis de la microbiología del proceso indica que esta electricidad microbiana puede ser empleada en forma de “pilas celulares de combustible” en el que las bacterias podrían oxidar compuestos carbonados tóxicos o de desecho en medios anaerobios, y acoplar los electrones resultantes a la generación de energía eléctrica. En dicho esquema, las bacterias serían explotadas funcionando como catalizadores para encauzar los electrones desde los donadores hasta ánodos artificiales, y la corriente eléctrica producida podría derivarse para cubrir el suministro de una parte de las necesidades humanas de energía.