Una tecnología que convierte los desechos en electricidad mientras mejora los ecosistemas
Redacción Mundo Agropecuario
Durante la última década, la tecnología de las celdas de combustible microbianas (MFC, por sus siglas en inglés) ha captado un creciente interés entre investigadores y expertos en tratamiento de aguas residuales. Este innovador sistema permite, al mismo tiempo, generar electricidad y depurar aguas contaminadas, aprovechando el poder metabólico de microorganismos electroactivos. Ahora, un nuevo avance va más allá: combinar estas celdas con el suelo y con plantas vivas, dando origen a las llamadas celdas de combustible microbianas del suelo (SMFC) y celdas de combustible microbianas de plantas (PMFC).
Microbios que producen energía
Las MFC tradicionales funcionan mediante bacterias que, al descomponer materia orgánica, liberan electrones que son capturados por un circuito externo para producir electricidad. En otras palabras, los microorganismos actúan como diminutos generadores biológicos, transformando residuos orgánicos en corriente eléctrica.
El principio parece simple, pero su impacto es profundo: con una fuente abundante de materia orgánica —como aguas residuales, lodos o restos agrícolas— es posible mantener un flujo energético constante mientras se eliminan contaminantes. De esta manera, los MFC representan una doble solución: energía limpia y saneamiento ambiental.
Del agua al suelo: el surgimiento de las SMFC
Los últimos desarrollos han demostrado que las celdas microbianas pueden funcionar también integradas en el suelo. En las llamadas Soil Microbial Fuel Cells (SMFC), los microorganismos del suelo actúan como bio-catalizadores naturales. Se colocan electrodos en capas del terreno, donde las bacterias descomponen la materia orgánica y transfieren electrones hacia un ánodo, que a su vez genera una corriente eléctrica.
El resultado es un sistema que no requiere mantenimiento complejo y que puede operar de manera continua en entornos naturales, como humedales o suelos agrícolas. Este tipo de biotecnología tiene un enorme potencial para zonas rurales, donde la disponibilidad de energía eléctrica es limitada.
Además, las SMFC pueden servir como sensores biológicos que detectan contaminantes o cambios en la calidad del suelo, proporcionando información ambiental en tiempo real sin necesidad de dispositivos externos.
Plantas que generan electricidad
El paso siguiente ha sido integrar las MFC con las raíces de plantas vivas, creando las Plant Microbial Fuel Cells (PMFC). En este sistema, las raíces liberan compuestos orgánicos durante la fotosíntesis que son aprovechados por las bacterias del suelo. Estas bacterias, al metabolizar dichos compuestos, liberan electrones que pueden ser capturados y convertidos en electricidad.
Así, las plantas no solo crecen y capturan carbono, sino que también producen energía eléctrica renovable. Los investigadores han comprobado que cultivos como el arroz o el pasto Spartina alterniflora pueden alimentar pequeños sensores, luces LED o equipos de monitoreo ambiental.
Aunque la potencia generada aún es baja —en el rango de milivatios por metro cuadrado—, la idea de campos agrícolas que además de alimento produzcan electricidad sostenible es una línea de investigación con implicaciones transformadoras para el futuro energético rural.
Aplicaciones prácticas y sostenibilidad
Las MFC, SMFC y PMFC representan un enfoque multidisciplinario que une la microbiología, la ingeniería ambiental y la agroecología. Sus aplicaciones potenciales incluyen:
- Tratamiento de aguas residuales con recuperación energética.
- Monitoreo ambiental en humedales, ríos o suelos agrícolas.
- Generación descentralizada de energía para dispositivos rurales o agrícolas.
- Producción combinada de alimentos y electricidad, especialmente en cultivos inundados.
Además, estas tecnologías no emiten gases de efecto invernadero ni requieren insumos químicos peligrosos. Utilizan materiales naturales —electrodos de carbono, suelos y biomasa vegetal—, lo que las convierte en una alternativa verdaderamente verde.
Desafíos técnicos y económicos
A pesar de su potencial, los investigadores señalan que todavía existen obstáculos para su uso a gran escala. Uno de los principales es aumentar la eficiencia energética, ya que la cantidad de electricidad generada por metro cuadrado es todavía modesta. También es necesario optimizar los materiales de los electrodos, mejorar la estabilidad de los sistemas y reducir los costos de instalación.
Otro reto es la integración con los ciclos agrícolas, para asegurar que el aprovechamiento energético no afecte la productividad de los cultivos. No obstante, los avances recientes en biotecnología, nanomateriales y bioelectrónica están acelerando la viabilidad de estos sistemas.
Energía viva: una visión de futuro
El concepto de obtener energía del suelo o de las propias plantas es más que una curiosidad científica. Representa una visión diferente del aprovechamiento de los recursos naturales: una en la que los microorganismos, el suelo y la vegetación forman parte de una red energética viva y renovable.
A largo plazo, las celdas de combustible microbianas podrían integrarse en la infraestructura agrícola y ambiental como sistemas autónomos, sostenibles y de bajo costo. En un mundo que busca reducir su dependencia de los combustibles fósiles, la bioelectricidad generada por microbios y plantas podría ser una de las piezas más originales del rompecabezas energético global.
Referencias
Phys.org. Microbial fuel cells generate electricity while treating wastewater and improving soil systems. Publicado en noviembre de 2025. Disponible en: https://phys.org/news/2025-11-microbial-fuel-cells-generate-electricity.html