La búsqueda de nuevas fuentes de energía renovables es clave para avanzar en la sostenibilidad. Y además del sol, el agua o el aire, se sabe que las plantas son una fuente de energía limpia. Los científicos esperan que, dentro de 25 años, el combustible proveniente de biomasa vegetal de nuestras plantas cubra el 30% de nuestras necesidades. No obstante, el reto en la actualidad es que se pueda obtener energía de manera eficiente e inocua para el organismo vegetal.
En eso es en lo que va a trabajar el proyecto *WatchPlant, un proyecto liderado por el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) y donde un equipo científico europeo va a investigar durante los próximos 4 años una tecnología innovadora para obtener electricidad a partir de la savia de las plantas. Esta nueva fuente de energía renovable será inocua para el organismo vegetal y tendrá una aplicación directa para el desarrollo de sensores de monitorización ambiental en zonas urbanas, agrícolas y forestales.
¿En qué consiste WatchPlant? Se parte de la base de que los equipos encargados de la gestión ambiental de nuestras ciudades y pueblos, campos de cultivo y masas forestales utilizan información detallada de sus entornos para hacerlos más sostenibles y eficientes. La información obtenida in situ de forma distribuida -por ejemplo sobre la calidad del aire, el agua o el suelo- permite anticipar problemas en el entorno antes de que sus consecuencias sean visibles y responder de forma más temprana y eficaz.
Sin embargo, la tecnología de monitorización actual tiene limitaciones importantes a la hora de desplegar sensores en el entorno para captar información in situ: necesita una conexión a la red eléctrica, baterías que deben reemplazarse o fuentes de alimentación discontinua, como la energía solar. Para lograr este despliegue, el proyecto WatchPlant va a estudiar cómo trascender la tecnología actual y desarrollar metodologías para transformar la nueva información obtenida de la sabia en decisiones que mejoren el entorno monitorizado.
Así, el consorcio investigador va a desarrollar un nuevo dispositivo para la monitorización ambiental in situ, alimentado con energía limpia extraída de la savia de organismos vegetales. El Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) se centrará en el desarrollo de bioelectrodos para aplicaciones de sensado y energy harvesting. CSIC-IDAEA (Catalunya) se ocupará de la monitorización de la calidad del aire en entornos urbanos, mientras CSIC-IRNAS (Andalucía) investigará la fisiología vegetal. KTH Royal Institute of Technology (Suecia) aportará la microfabricación, Cybertronica (una empresa alemana) la electrónica y el desarrollo de sensores y CIM-MES (una compañía polaca) el modelado de microfluidos. La Facultad de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Zagreb (Croacia) desarrollará las redes de comunicación, y la Universidad de Lübeck (Alemania) se encargará de incorporar la inteligencia artificial.
Además, el equipo científico abordará la prueba de concepto para la potencial aplicación de este dispositivo en la predicción y monitorización del impacto de sus decisiones, tomando en cuenta las interacciones socioecológicas, las consecuencias del cambio climático, el impacto de la contaminación sobre la salud humana y una amplia gama de parámetros sobre la sostenibilidad ambiental tomando la calidad del aire en entornos urbanos como modelo.
¿Cómo surgió la idea del proyecto? Todo parte de los laboratorios de ITE en los que se investiga en el desarrollo de diferentes biopilas y biosensores. Tras varios años de investigación, el ITE planteó desarrollar la idea liderando un grupo formado por varios miembros de CSIC, así como institutos tecnológicos suecos, universidades alemanas y croatas y empresas alemanas y polacas en la preparación de un proyecto Horizonte 2020 evaluado con la máxima puntuación posible por la Comisión Europea.
Como resultado, los equipos de gestión ambiental de ciudades, campos y bosques podrán apoyarse en estos organismos biohíbridos inteligentes para obtener datos existentes a partir de una red de dispostivos inteligentes obteniendo nuevos datos vinculados a la fisiología de las propias plantas, empleando así las propias plantas como sensores del entorno en el que se encuentran.
Utilizando los nuevos modelos de gestión ambiental, los gestores podrán tomar decisiones más eficaces. Las plantas serán equipadas con componentes e interfaz de inteligencia artificial para operar de modo inalámbrico, detectar una gran cantidad de parámetros combinando nuevos con los ya existentes, distribuidos a través de una red compleja y alimentados con electricidad proveniente de la savia de la propia planta.
La biopila vegetal abre nuevos campos de aplicación potencial más allá de la sensórica todavía por imaginar, si bien necesitará superar los desafíos científicos vinculados a todo desarrollo disruptivo en fase experimental.
*El proyecto Watchplant esta financiado por la comisión europea con número de referencia del grant agreement 101017899.
