En estos últimos años, hemos sido testigos de cómo las reservas de combustibles fósiles se aproximaban a sus límitesde extracción. Además, la amenaza del cambio climático, producido en parte por el uso de éstos, es cada vez más incipiente. Es por ello por lo que equipos de investigación de todo el mundo buscan fuentes de energía alternativas con las que abastecer a la población mundial de la alta demanda de combustibles. Por suerte, y como en tantas otras ocasiones, observar cómo se comporta la naturaleza suele darnos pistas a la hora de resolver los problemas a los que se enfrenta la humanidad.

Un grupo de expertos, liderado por la Universidad de Cambridge, ha descubierto una nueva vía para extraer energía del proceso de la fotosíntesis. Tal mecanismo, característico de las plantas, las algas y algunas bacterias, permite a estos seres obtener energía a partir del agua y la luz solar. Mediante nuevas técnicas instrumentales de alta precisión, han detectado qué fase del proceso es la encargada de extraer las partículas transportadoras de energía. Aunque se requerirán más estudios, entender la complejidad que ocultan las etapas de la fotosíntesis nos podría permitir, en un futuro, generar una nueva fuente de energía limpia.

No tan conocida como creíamos

Pese a que la fotosíntesis es uno de los procesos más estudiados por los expertos, parece que éste aún tiene secretos por ser desvelados. A grandes rasgos, podemos describirla como el mecanismo por el cual algunos organismosutilizan la luz solar paraintercambian electrones, partículas portadoras de carga eléctrica, generando así su propia energía. Entre estos organismos se encuentran las plantas, las algas y algunas bacterias, las denominadas “cianobacterias”.

Además, el papel de la fotosíntesis es fundamental para la preservación de la vida en la Tierra, ya que es la responsable del proceso de fijación del carbono. En éste, el carbono inorgánico, que se encuentra normalmente en el aire en forma de dióxido de carbono (CO₂), es absorbido por las plantas, convirtiéndolo en materia orgánica y oxígeno. Gracias a ello, se reduce la cantidad de CO₂ atmosférico, el cual es uno de los principales causantes del calentamiento global.

Un equipo multidisciplinar, formado por personal especializado en física, química y biología, ha conseguido diferenciar qué ocurre en el proceso de la fotosíntesis cuando la observamos a una escala de tiempo casi inimaginable: una millonésima de una millonésima de segundo. Los experimentos fueron posibles gracias a una técnica denominada “espectroscopía ultrarrápida”. Con ella han conseguido estudiar el movimiento de cargas en las moléculas que participan en este proceso.

Los investigadores pudieron advertir que, en los primeros pasos de la fotosíntesis, las sustancias químicas que protagonizaban esas fases se encargaban también de extraer los electrones. Dicha observación contradice lo planteado hasta la fecha, ya que se pensaba que las cargas de energía eran separadas en las últimas etapas del proceso.

Además, se percataron de que los organismos fotosintéticos mostraban un medio de regulación por el cual podían dejar escapar los electrones obtenidos en esos primeros momentos. Dicha fuga de cargas correspondería a un mecanismo de defensa bastante efectivo por el que se protegerían frente a los cambios repentinos de luz o al aumento de intensidad con la que incide ésta. De otra manera, las variaciones bruscas del medio podrían acabar con la vida de la planta.

Esta nueva forma de entender la fotosíntesis podría ser el primer paso para diseñar un sistema con el que extraer esos electrones de la primera etapa y utilizarlos como una nueva fuente de energía renovable.

La naturaleza es un ejemplo a seguir

Desde el inicio de sus tiempos, el ser humano ha encontrado inspiración en la naturaleza. Diseños como la parte frontal de los trenes de alta velocidad, que simula el pico de las aves, o el cierre de velcro, inspirado en el cardo, son solo un par de ejemplos. Al proceso de observar el entorno y aplicar su diseño para encontrar soluciones a nuestros problemas se le denomina “biomímesis”.

Pese a que las energías renovables actuales son una buena alternativa a los combustibles fósiles, no están exentas de inconvenientes. Tanto las placas solares como los aerogeneradores generan un impacto en su entorno, ya sea en el paisaje donde están colocados como en la vida de la fauna que les rodea. Además, algunos de los materiales empleados pueden llegar a ser muy contaminantes para el medio ambiente.