Electrotecnias

BACTERIAS PRODUCTORAS DE ELECTRICIDAD

INTRODUCCION.
En el siguiente articulo se muestra como Artículo confeccionado a partir del artículo de Abraham Esteve-Núñez (Actualidad SEM 2008), que realiza sus trabajos con la bacteria reductora de Fe (III) “Geobacter metallireducens” (texto entrecomillado) y de Gorby et al (2006) PNAS que trabajan con otro reductor de Fe (III) anaerobio facultativo:Shewanella onidiensis.
“El uso incontrolado de los combustibles fósiles ha disparado una crisis energética global, incrementado el interés por obtener fuentes de energía renovables con el mínimo impacto en el medio ambiente. Hasta ahora el compromiso energético de la microbiología ambiental se había dirigido a optimizar la producción de hidrógeno, aprovechar el metano generado en los tratamientosde aguas residuales, o generar biocombustibles como el etanol o el biodiesel. Sin embargo, el reciente descubrimiento de bacterias capaces de convertir energía química en eléctrica sugiere la aparición de una nueva forma de energía verde, cuya explotación supondrá un importante reto biotecnológico en los próximos años”.
“La conversión de energía química en eléctrica es posible en ciertosdispositivos electroquímicos denominados células o pilas de combustible (“Fuel Cells”), donde la electricidad se obtiene a partir de una fuente externa de combustible químico que suele ser hidrógeno o etanol. Una variante reciente es la célula de combustible microbiana (Microbial Fuel Cell, MFC)”.

Esquema de una biopila. Tomado de Chaudhuri and Lovley (2003) Nat. Biotechnol. 21:1229-1232.
“En las MFCse emplean bacterias para oxidar el combustible, materia orgánica, y transferir los electrones a un electrodo (ánodo), que está conectado a un cátodo a través de un material conductor que contiene una resistencia. La cámara que alberga estos electrodos, la anódica (que suele ser anaeróbica, ya que el proceso de transferencia de electrones lo suelen hacer bacterias que respiran sustanciasdiferentes al oxígeno) y la catódica, están comunicadas por una membrana de intercambio catiónico que permite el paso de protones. De esta forma, los protones generados en la oxidación de la materia orgánica se combinan con el oxígeno y con los electrones que llegan al cátodo para formar agua”.
“Los análisis de las comunidades microbianas asociadas a los ánodos de las MFC muestran una gran diversidad degéneros bacterianos dependiendo de la naturaleza del inóculo, del combustible y del tipo de MFC utilizada. Uno del grupo de microorganismos que se ha mostrado como muy eficaz en la transferencia de electrones a una MFC es el de la delta-proteobacterias, y en concreto el género Geobacter”.
“La gran revolución en el campo de las MFC se ha producido en el último lustro, con el descubrimiento demicroorganismos electro génicos que son capaces de transferir los electrones al ánodo en ausencia de mediadores redox artificiales. Podemos distinguir dos tipos de bacterias electro génicas, aquellas que producen sus propios mediadores redox, que son secretados al medio y reaccionan con el electrodo, y aquellas que interaccionan de forma directa con el electrodo sin mediador soluble alguno. Así porejemplo se han descrito que Shewanella secreta riboflavinas que actúan como mediadores redox entre la bacteria y el electrodo. En el segundo grupo, el de la transferencia directa por contacto bacteria-electrodo se encuentran las bacterias del género Geobacter. Otros microorganismos como Rhodoferax ferrireducens, Aeromonas hydrophila, Clostridium butyricum y Enterococcus gallinarum también tienen lacapacidad de ceder electrones, pero por mecanismos aún no conocidos”.
Las bacterias del género Geobacter son habitantes de forma natural del subsuelo y durante millones de años han utilizado los óxidos de hierro insolubles como aceptores de electrones para oxidar la materia orgánica. Los mecanismos responsables de establecer una comunicación redox entre la bacteria y la superficie de los óxidos...