Plantas cyborg: la auténtica energía verde para los cultivos

El sector agroalimentario enfrenta un desafío crítico, la necesidad de reducir el gasto energético en la producción de alimentos.

Debido a la creciente demanda de alimentos frescos a escala mundial y el impacto negativo del cambio climático, encontrar soluciones sostenibles para este sector es más urgente que nunca.

Esta búsqueda a nivel energético y la innovación han dado lugar a las plantas biohíbridas, plantas vegetales que combinan tecnología y biología para generar energía limpia mientras crecen. 

Estas plantas, capaces de producir electricidad en sus raíces mediante procesos naturales como la fotosíntesis, ofrecen una alternativa prometedora para reducir la dependencia de fuentes de energía convencionales y contribuir a una agricultura más sostenible. 

En este artículo, exploraremos cómo funcionan, sus aplicaciones y el impacto positivo que pueden tener en el sector.

Qué son las plantas cyborg o plantas biohíbridas

Las plantas biohíbridas, también llamadas plantas cyborg, son plantas que han sido modificadas con la incorporación de tecnología para realizar funciones adicionales, que no desarrollarían por sí solas de manera natural.

Esto permite, por ejemplo, que las plantas puedan generar energía eléctrica a través de un sistema que aprovecha su capacidad fotosintética. 

Este proceso combina los mecanismos biológicos de la planta con componentes artificiales, como nanocables y electrodos, que recogen y almacenan la energía producida en sus raíces.

Las investigaciones en este campo se centran en cómo integrar dispositivos electrónicos o mecánicos en plantas vivas de forma que se les permita seguir interactuando con el entorno. 

Cómo produce energía eléctrica una planta cyborg

Las plantas son capaces de regular su proceso propio de fotosíntesis. No toda la energía generada por la fotosíntesis es utilizada por la planta para su crecimiento, lo que genera excedentes de energía que esta elimina a través de sus raíces, pasando a formar parte del suelo circundante.

Estos excedentes contienen electrones, pequeñas partículas cargadas eléctricamente que forman parte de los átomos. Normalmente, estos electrones se perderían en el entorno o serían absorbidos por microorganismos en el suelo.

Aquí es donde entra en juego la tecnología que convierte a una planta en un sistema biohíbrido o cyborg. Esta tecnología permite capturar el excedente de energía directamente desde las raíces de la planta, canalizando los electrones a través de nanocables y electrodos. 

Así, los desechos energéticos de la planta son recolectados y pueden ser transformados en electricidad utilizable.

Cómo se transforma una planta en un sistema biohíbrido

El proceso para convertir una planta en un sistema biohíbrido involucra varias etapas de integración tecnológica en la estructura de la planta.

Lo primero y esencial es seleccionar la especie adecuada, teniendo en cuenta factores como su capacidad fotosintética y la estructura de sus raíces.

Luego, se introducen nanotecnologías como los nanocables de silicio o dispositivos bioelectrónicos que canalizan la energía producida por la planta durante la fotosíntesis.

Existen distintos métodos. Según el tipo de planta y el objetivo de producción, se puede optar por diferentes procesos tecnológicos.

• Nanotecnología: se incorporan nanomateriales en la estructura de la planta (hojas o raíces) para aumentar su capacidad de absorción de luz y capturar los electrones que son liberados durante la fotosíntesis.
• Electrodos y celdas de combustible: conlleva la introducción de electrodos en las raíces de la planta para captar los electrones durante su fase de descomposición orgánica y posteriormente introducirlos en celdas de combustible biológicas para generar electricidad.
• Sensores: los sistemas más utilizados para que las plantas puedan producir electricidad son aquellos que parten de la integración de tecnología a su proceso de fotosíntesis natural. Mediante dispositivos que pueden capturar la energía solar y convertirla directamente en electricidad, utilizando a la planta como un medio de transferencia o almacenamiento de esa energía. Como si fuese una placa solar.

Empresas líderes, como el MIT y Greenpower, han desarrollado distintos enfoques en este campo. Mientras que el MIT se enfoca en aumentar la eficiencia fotosintética mediante nanoestructuras, Greenpower emplea sistemas de recolección subterránea para aprovechar la energía directamente de las raíces.

Beneficios de la producción de energía mediante plantas

El uso de energías renovables puede resultar una ventaja económica para algunos sectores, entre ellos la agricultura. Al fusionar el proceso natural de fotosíntesis de la planta con tecnología avanzada, puede reducirse especialmente el impacto negativo de las actividades agrícolas tanto en el sector como en el medio ambiente, aportando beneficios como:

• Reducción de costes operativos: integrar plantas biohíbridas en los sistemas agrícolas puede generar una reducción de los costes económicos vinculados al gasto de energía.
• Fomento de una práctica sostenible de energía: la producción de energía a través de plantas biohíbridas es una alternativa sostenible al método tradicional, que contribuye a la reducción de la huella de carbono y a reducir la dependencia de combustibles fósiles.
• Contribuir a la mejora de la producción agrícola: al integrar tecnologías avanzadas, como sensores y sistemas de monitoreo en tiempo real, estas plantas pueden proporcionar datos valiosos sobre el estado del suelo, el clima y las condiciones de cultivo. 

Aplicaciones de las plantas cyborg en el sector agroalimentario

Las plantas cyborg pueden aplicarse en el sector agroalimentario como parte de un modelo de producción más rentable y sostenible. Algunas de las aplicaciones más utilizadas son:

• Generación de energía para equipos agrícolas: la energía producida puede alimentar los dispositivos utilizados en el campo, como por ejemplo, sensores IoT que controlan las condiciones del cultivo. 
• Sistemas de riego inteligente: la integración de los sistemas de riego con la energía producida por las plantas puede permitir el uso de tecnologías destinadas al riego sin aumentar el gasto económico.
• Almacenamiento de energía: la electricidad que producen las plantas puede almacenarse en baterías para utilizarla como fuente constante de energía.

Bioo, la empresa española que utiliza el medio natural para producir energía

Bioo es una pionera empresa española que ha sido premiada por Google y por la Unión Europea tras haber conseguido electricidad sostenible de las plantas y la tierra.

Esta empresa ha diseñado unas pequeñas baterías biológicas que se sitúan en el suelo o tierra de la planta y obtienen energía de los desechos orgánicos que se producen de manera natural durante la fotosíntesis.

Cuando la tierra que rodea una batería se moja gracias a la lluvia o el riego, los microbios del suelo deshacen la materia vegetal en descomposición, filtrándola en la batería creando a su vez protones y electrones que generan electricidad.

El producto más emblemático de Bioo es el Bioo Panel, el cual puede utilizarse en grandes plantaciones agrícolas, y no solo genera energía de manera sostenible, sino que también contribuye a mejorar la eficiencia en el riego, compensa el calor y absorbe CO₂.

La ventaja que ofrecen es el precio del sensor, más asequible para el mercado, lo que permite la colocación de una gran cantidad de ellos para mejorar la calidad general del campo.

También han conseguido convertir las plantas en pequeños interruptores vegetales capaces de activar dispositivos como lámparas, reproductores de audio o pantallas, producto que ya comercializan en su página web de Bioolux.

La última tecnología desarrollada por Bioo ha dado lugar a lo que ellos denominan 'un producto único en el mundo', una lámpara de edición limitada, que a su vez, funciona como maceta. El interruptor permite que la luz se active cuando toquemos la planta.

Este es solo un ejemplo, y es que alrededor del mundo hay diversos proyectos y empresas centradas en la generación de electricidad a partir de plantas y procesos biológicos.

Con el continuo desarrollo y aplicación de las plantas biohíbridas, el sector agroalimentario puede dar un paso significativo hacia un futuro más verde y eficiente, demostrando que es posible seguir produciendo con menos impacto ecológico.