La futura bombilla se iluminará con bacterias

Se llama bio-LED y su desarrollo depende de un grupo de investigadores españoles

Rubén Costa, investigador del instituto Imdea de materiales ha sido el único científico español elegido este año para participar en el Foro Económico Mundial. El motivo es su trabajo en una de las tecnologías disruptivas que se destacan periódicamente durante esta reunión. Concretamente Costa trabaja en una nueva generación de bombillas LED mucho más sostenible y en la aplicación de dicha tecnología en ventanas con captación solar.

La historia de su éxito comienza cuando el investigador se plantea qué se puede hacer para sustituir las llamadas tierras raras de las actuales bombillas LED. Con este nombre se conoce una serie de elementos químicos muy escasos en la corteza terrestre, que además son tóxicos y no renovables. «Los diodos emisores de luz o LED están compuestos por un chip que emite luz azul. Este invento fue merecedor de un Premio Nobel. El otro componente es un filtro que cambia la tonalidad de esa luminiscencia gracias a su color entre naranja y amarillo. El problema reside precisamente en este filtro. Si un LED cuesta 10 euros, entre dos y tres es lo que se paga por dicho componente. Eso es debido a que está fabricado con tierras raras, localizadas en muy pocos países. Se calcula que hay unos 400.000 kilotoneladas en todo el mundo de algunos de ellos como el itrio, el europio y el cerio, pero claro, gastamos cada año a nivel mundial unas 20 kilotoneladas en la fabricación de bombillas. El LED es más sostenible que la bombilla incandescente, pero ¿se podrá contar con esta tecnología en 200 años si los materiales se agotan?», explica Costa.

Además del hecho de que las llamadas tierras raras son recursos finitos y bastante caros, no se pueden reciclar. Por otro lado, el LED sigue basándose en luz azul, aunque luego se filtre; un tipo de iluminación que preocupa por los efectos que tiene en la salud de las personas, especialmente en los niños menores de 10 años, y en los conocidos como ciclos circadianos o ciclos de vigilia y sueño.

Una vez conocido el problema, el equipo de Costa empezó a buscar la solución y lo hizo fijándose en el mar, en particular en las proteínas fluorescentes que utilizan las medusas. Para reproducir la bioluminiscencia sin tener que experimentar con estos animales, emplean bacterias E.coli, a las que se modifica el ADN para que produzcan dichas proteínas (que luego se estimulan y emiten destello. «Es como hacer pan fermentado. La producción se corta a mitad: una parte se usa para hacer bombillas y la otra para seguir creciendo bacterias y proteínas. Esto significa que se puede hacer en cualquier lugar del mundo, evitando el transporte entre los centros de producción y las actuales minas de tierras raras», matiza Costa.

Una vez conseguida la proteína se acopla en un polímero que ellos han descubierto y desarrollado (ahí está la clave de su éxito internacional). Y es que el problema que tenía esta tecnología era que las bacterias sólo sobreviven en el agua. Gracias a su investigación se ha obtenido un filtro de proteínas libre de bacterias vivas. Su prototipo funciona durante 1.500 horas, aunque andan detrás de conseguir alargar esa vida útil a unas 5.000-10.000 horas, que es lo que la industria exige para la comercialización de una bombilla.

Además del bio-LED, nombre con el que se conoce su desarrollo, el grupo de Costa abrió otra línea de investigación para acoplar dichas proteínas a otro tipo de polímero, de manera que se puedan desarrollar ventanas solares, es decir, ventanas para arquitectura verde que capten la radiación del sol y la transformen en energía eléctrica.

«Hemos conseguido un prototipo de unos 10-20 centímetros con buena visibilidad; el grado de transparencia es del 85%. La idea de las ventanas solares no es nueva, aunque las empresas que las producen utilizan cadmio en la fabricación. Se trata de un material tóxico como el plomo, que además no se degrada. Somos el único grupo que trabaja con la idea de sustituir dicho cadmio por proteínas fluorescentes», concluye Costa.