Las conchas de las almejas gigantes son las placas solares más potentes del mundo
Las placas solares más potentes no están en ninguna superficie terrestre, sino azocadas en el mar. Las conchas de las almejas gigantes son una de las estructuras más eficientes del planeta. Con la capa iridiscente que recubre sus conchas, con sus movimientos y con la simbiosis con algas fotosintéticas, las almejas consiguen convertir hasta el 67% de la luz del sol (fotones) en electricidad (electrones).
"Esto puede resultar contraintuitivo, porque a
estas almejas les llega una luz solar intensa, pero en realidad son muy oscuras
por dentro", asegura Alison Sweeney, profesora adjunta de física y de ecología
y biología evolutiva en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale, que lleva años
estudiando los mecanismos biológicos que utiliza la naturaleza para sobrevivir
para inspirarse y crear nuevos materiales y diseños sostenibles. En su último,
publicado en la revista 'PRX Energy', Sweeney va un poco más allá.
La investigadora, junto a su equipo, ha creado un
modelo matemático con el que es capaz de determinar una fórmula para crear
sistemas solares más eficientes. Y para ello, se ha basado en la geometría, el
movimiento y la capacidad de dispersión de la luz de uno de los animales que
siempre le ha fascinado: las almejas gigantes.
Los investigadores se centraron en el potencial
energético solar que albergan las almejas gigantes iridiscentes que residen en
las aguas poco profundas de la República de Palaos, en el Pacífico occidental.
No en vano, estas estructuras tienen varias características que las hacen muy
buenas captadoras de la luz solar.
Quizás la más importante es que estas almejas son
fotosimbióticas. Es decir, en sus cilindros verticales duermen algas
unicelulares que crecen en su superficie. Ambas son inseparables, pues las
algas absorben la luz solar gracias a que la concha iridiscente de la almeja
dispersa la luz. Esto lo hacen gracias a unas células llamadas iridocitos.
Paneles solares que cultiven algas
Según los investigadores, tanto la disposición en la
que se colocan las algas como la dispersión de la luz tienen relevancia en la
función de captación de luz. La disposición de las algas en columnas verticales
(en paralelo a la luz) les permite absorber la luz solar de forma más
eficiente. Pero no lo podrían hacer si esos rayos no hubieran sido filtrados previamente
por los iridocitos.
Basándose en esa geometría, Sweeney ha desarrollado
un modelo para calcular la eficiencia cuántica (la capacidad de convertir
fotones en electrones) de las almejas. Y así, teniendo en cuenta, además, las
fluctuaciones de la luz solar, la intensidad solar al mediodía y la puesta del
sol determinaron que la eficiencia cuántica de las almejas es del 42%.
Pero había algo más. "A las almejas les gusta
moverse durante todo el día", asevera Sweeney. Y es que las almejas son
capaces de estirarse o retraerse dependiendo de los cambios que noten en la luz
solar.
"Este estiramiento separa las columnas
verticales, lo que las hace más cortas y anchas cuando es necesario",
indica. Añadiendo esta característica, la eficiencia cuántica de la almeja
aumentó al 67%. En comparación, un bosque tropical solo tiene una eficiencia
del 14%.
"Una lección que podemos sacar de todo esto es
lo importante que es tener en cuenta la biodiversidad en general", afirma
Sweeney, que lleva varios años trabajando con la biodiversidad. Estos ejemplos
pueden ofrecer inspiración y perspectivas para una tecnología energética
sostenible más eficiente.
De hecho, como insiste la investigadora, estos datos
servirán para “imaginar una nueva generación de paneles solares que cultiven
algas, o paneles solares de plástico económicos hechos de un material
elástico".
Estudio de referencia: PRX Energy 3, 023014 (2024) -
Simple Mechanism for Optimal Light-Use Efficiency of Photosynthesis Inspired by
Giant Clams (aps.org)
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