ELECTRICIDAD DE LA NADA, por el Prof. Dr. D. Alberto Requena Rodríguez, académico de número

Uno de los atributos más esquivos de la materia es la carga. Al tiempo es Lo más importante para configurar las reacciones químicas que mantienen la vida y la evolución, así como la conformación de los compuestos inorgánicos, en suma casi todo. Pero la carga no solo es una propiedad fundamental de la materia, sino la forma de manejar de una forma limpia, segura e ilimitadamente. Se ha usado, aún sin conocer aspectos esenciales, haciendo uso de esa intuición que distingue a nuestra especie. De forma empírica se han descubierto sus aplicaciones y se han desvelado sus capacidades. Su primera aplicación fue en el telégrafo que propusiera Samuel Morse en 1833, consecuencia, como siempre ocurre de aportaciones sustanciales de Gauss y Weber consistentes en que el receptor empleaba los movimientos de una barra que se deslizaba bajo la acción de un campo magnético creado en una bobina. Esta barra estaba unida a un espejo que se desplazaba solidario con la barra y sus movimientos se observaban con un anteojo que enfocaba un espejo que contenía una escala: así se conectaron el observatorio astronómico  de Gauss y el laboratorio de Weber, separados por unos 3 kilómetros. Tras esta primera aplicación de la carga en movimiento, electricidad, sucedieron muchas otras que culminaron a finales del siglo XIX y durante el XX con la iluminación eléctrica de calles, hogares y fábricas.

Se da la cifra de producción de electricidad en los 34 países miembros de la OCDE en 2014 cifrada en 10.712 Teravatios hora. Van disminuyendo paulatinamente las aportaciones de las componentes hidroeléctrica y las centrales térmicas, basadas en el consumo de combustibles fósiles, al tiempo que sigue creciendo la aportación de las energías renovables no hidráulicas: la fotovoltaica aporta en torno a un 17,2% y la aportación total de energías renovables alcanza en torno al 22%

Pero, ciertamente, la disposición de carga para las demandas y aplicaciones de las sociedades, ha sido constante e incrementada de forma permanente. Si lo pensamos bien, un hilo que vaya desde donde se produce hasta el enchufe de tu casa donde conectas el ordenador, además de parecer un despliegue brutal de recursos, supone un arcaico procedimiento de suministro. De forma novelada, más de una vez se han puesto en el escenario truculentos sistemas de suministro de este tipo, pero para la sopa diaria, por aquello de la especialización y un largo etcétera. Provoca sonrisas tal aplicación, además de tener que superar numerosas dificultades, entre las cuales figuraría el enfriamiento de la sopa al discurrir por las tuberías de suministro. Algo parecido ocurre con la carga al hacerla viajar entre lugares remotos. Al agua le ocurre otro tanto de lo mismo. Llega a tu grifo tras pasar por cientos de miles de vericuetos, altos y bajos, es de suponer más de los primeros y con un nada menor gasto de energía para conseguirlo.

En su día comentamos la fuente potencial de agua que es la propia atmósfera, en la que está presente en  un 0.0009 % de toda el agua del planeta. Los cálculos indican que, aproximadamente, unos 50.000 kilómetros cúbicos de agua pasan a vapor debido a la captación de la energía solar por las moléculas de agua, que en las capas altas de la atmósfera se estima en 177.239 MW, cuando a efectos comparativos con una central nuclear con la capacidad total de la energía nuclear mundial, en 2018 fue una potencia eléctrica de 45.496 MW, es decir dos órdenes de magnitud de la potencia nuclear del mundo. Solo razones comerciales pueden estar deteniendo el avance de dispositivos para bajar agua de la atmósfera a domicilio.

Ahora, con la carga estamos en una situación similar, por cuanto la tecnología nos ha sumergido en un mundo de demanda en la que la disposición de la carga es limitante para poder disfrutar de las opciones que la tecnología ofrece potencialmente. La anchura de banda de las comunicaciones y los sistemas de conmutación se han revelado apropiados para los retos de mantener las comunicaciones de ingentes cantidades de usuarios. La capacidad de almacenamiento de carga de los dispositivos móviles, no parece haber logrado su propósito. Ciertamente, los sistemas de acumulación, salvo el cambio de compuesto químico utilizado, no ha logrado avanzar lo suficiente para que resulte útil en el nuevo escenario en que nos ha sumergido la tecnología.

Una publicación en Nature  de Yao y Lovley, de la Universidad de Amberst, desvela la creación de un dispositivo, que han denominado “Air-Gen”, que emplea nanocables fabricados con proteínas conductoras de la electricidad que genera un microbio Geobacter. La corriente eléctrica se genera a partir del vapor de agua que contiene la atmósfera. No tiene restricciones en cuanto al contenido de agua, pudiendo funcionar en ambientes muy secos, como los propios del desierto. Tampoco requiere la presencia de viento o luz solar y puede funcionar en interiores. Solamente requiere una delgada película de nanocables de espesor inferior a 10 micras. La parte inferior descansa sobre un electrodo y en la superior un electrodo mas pequeño. Esta película es la que absorbe el vapor de agua de la atmósfera. La conductividad eléctrica de la superficie de los nanocables de las proteínas y los finos poros entre los nanocables en el interior de la película son los que permiten generar una corriente eléctrica entre los electrodos. Es el inicio  de un proceso de producción de energía para dispositivos de carga con intención de eliminar la forma convencional de recarga. Películas incorporadas a las paredes permitirían alimentar un domicilio. Energía sostenible al alcance individual. La E. Coli se revela como medio para la producción de nanoalambres de proteínas.

Ciertamente, todo comenzó hace unos 30 años, cuando Lovley descubrió el microbio Geobacter en el rio Potomec. En el laboratorio pusieron en marcha la producción de nanoalambres de proteínas conductoras de electricidad. Por su parte, Yao había trabajado en Harvard diseñando dispositivos electrónicos con nanocables de silicio. De la unión surgió la fuerza. Un estudiante detectó que cuando los electrodos, conectados de una forma concreta y expuestos a la humedad atmosférica que absorbían las proteínas, se generaba una diferencia de potencial. Casual, pero había que estar en ello. Como siempre. ¡Esto puede cambiar!