Los microorganismos podrían ser la solución a la crisis energética

Actualmente, las relaciones entre las condiciones climáticas y energéticas del planeta están en boca de todos. La razón principal es el uso de combustibles fósiles y su relación directa con la crisis del clima y el deterioro ambiental.

Es por esta razón que desde distintas disciplinas científicas se está optando por investigar aquellos fenómenos que permitan generar energía de forma eficiente y que esta sea amigable con la naturaleza.

Ricardo Hidalgo González es un científico apasionado por las ciencias básicas, tanto así que al finalizar el colegio y tras un breve paso por Medicina decidió ingresar a la carrera de química en la Universidad de Costa Rica (UCR). Ahora él es profesor de la Escuela de Química de esta universidad y entre octubre del 2012 y octubre del 2016 realizó su doctorado en la Universidad de Oxford, en el Reino Unido.

“Creo que tuve un poco de suerte en el momento que estuve aplicando. Siempre me llamaron la atención Oxford o Cambridge, por ser de las mejores universidades del mundo. Oxford tiene una historia y una cultura muy ricas y únicas. Estoy muy feliz y orgulloso de haber tenido la suerte de hacer el doctorado ahí”, comentó Hidalgo.

El químico costarricense sabía del creciente interés desde el punto de vista tecnológico de desarrollar dispositivos que tengan que ver con la energía, nuevos combustibles y alternativas de producción de energía, como la solar. Para estos procesos se requiere de alguna tecnología, algo que transforme un combustible en energía. Estos aparatos se llaman catalizadores.

Ricardo Hidalgo González realizó su doctorado en la Universidad de Oxford, en Inglaterra. Ahora, es profesor en la Escuela de Química e investigador en el Ciprona y en el Celeq. (Foto: Eduardo Libby)

“En mi último año de carrera llevé el curso de química inorgánica, un curso que se centra en el papel que tienen los metales en los sistemas biológicos. El tema me pareció muy chiva (interesante), por lo que busqué una opción de hacer el doctorado en algo que fuera así”, agregó el investigador.

Cuando se quiere utilizar hidrógeno como combustible, los catalizadores más comunes y más eficientes están hechos de platino, un elemento muy caro y poco abundante en la corteza terrestre.

En la naturaleza existen algunos microorganismos (generalmente bacterias) que han evolucionado y han desarrollado un sistema que tiene proteínas, llamadas hidrogenasas, que logran transformar el hidrógeno en energía eléctrica, utilizando materiales muy abundantes como el hierro y el níquel. Para su tesis, Hidalgo utilizó la bacteria Escherichia coli.

De hecho, el proceso mediante el cual estos microorganismos transforman el hidrógeno con ayuda de estos metales en energía es mucho más eficiente que cuando lo hacen utilizando platino.

Hidalgo, de 32 años, dijo que su “tesis consistía en estudiar estas proteínas que se encargan de transformar hidrógeno en energía eléctrica con estos metales, que son más abundantes. Esto para entender lo que está sucediendo en estas proteínas que hace a estas conversiones tan eficientes”.

El investigador de la UCR utilizó una técnica basada en electroquímica, en la que se conectan millones de estas proteínas a una superficie conductora a la que se le puede controlar el voltaje. Dependiendo del voltaje que aplique, la proteína se va a comportar de una manera o de otra (va a poder convertir el hidrógeno en energía o no va a poder hacerlo). De hecho, la proteína está naturalmente diseñada para que responda a diferencias de voltaje.

“El comportamiento de la corriente en diferentes condiciones químicas -si le cambio el pH o le subo la temperatura, por ejemplo- nos da información de cómo está funcionando este catalizador. Entonces, uno probando una cosa o la otra logra irse planteando un modelo de cómo es que funciona”, explicó Hidalgo.

El químico también utilizó la espectroscopía infrarroja en su tesis. Esta técnica consiste en pasarle luz infrarroja a la muestra para que interactúe con los enlaces químicos. (Fuente: UCR/DICYT)