Los paneles solares albergan microorganismos que poseen potencial de aplicación biotecnológica | AGÊNCIA FAPESP

Los paneles solares albergan microorganismos que poseen potencial de aplicación biotecnológica Son bacterias y una levadura con tolerancia a la radiación solar, a la escasez hídrica y a las variaciones de temperatura que se hallaron sobre placas fotovoltaicas en el estado de São Paulo, en Brasil. Investigadores afirman que algunas de ellas pueden utilizarse para desarrollar pigmentos y biodetergentes (foto: archivo de los investigadores)

Los paneles solares albergan microorganismos que poseen potencial de aplicación biotecnológica

11 de noviembre de 2021

Por André Julião  |  Agência FAPESP – Solamente los organismos más adaptados pueden sobrevivir en un ambiente expuesto diariamente al sol y a las variaciones de temperatura que se producen en el transcurso del día. Un ambiente en donde el agua, cuando aparece, no dura mucho tiempo.

Investigadores apoyados por la FAPESP encontraron un conjunto de bacterias y una levadura que se adaptaron a esas condiciones en los paneles fotovoltaicos, aquellos que transforman la energía solar en energía eléctrica, instalados en las ciudades de Sorocaba y Itatiba, en el interior del estado de São Paulo, Brasil.

El estudio relacionado con este hallazgo salió publicado en la revista Microbiology Letters, de la Federación de Sociedades Europeas de Microbiología. Y los editores de dicho periódico científico lo seleccionaron como uno de los destaques de esa edición.

Por sus características, los microorganismos encontrados poseen un gran potencial para el desarrollo de productos que puedan permanecer expuestos a la radiación solar durante largos períodos de tiempo, tales como protectores solares, pigmentos para las industrias de alimentos, química, textil, farmacéutica y cosmética, aparte de detergentes más eficientes destinados a la limpieza de los propios paneles, con acción antimicrobiana.

“Observamos que la composición de esa microbiota es muy parecida a la que se halló en paneles fotovoltaicos en Valencia [España], Berkeley [Estados Unidos] e incluso en el Ártico y en la Antártida”, comenta Juliane Moura, quien llevó adelante ese estudio durante su maestría en el Programa de Posgrado en Biotecnología y Monitoreo Ambiental (PPGBMA) de la Universidad Federal de São Carlos (UFSCar), en la localidad paulista de Sorocaba, con una beca de la Coordinación de Perfeccionamiento del Personal de Educación Superior (Capes), un organismo ligado al Ministerio de Educación de Brasil.

“Aunque las condiciones climáticas sean diferentes entre los paneles de los países estudiados, la superficie de esos artefactos alberga una comunidad de microorganismos adaptada a la radiación solar, a la fluctuación de temperatura, a la escasez de agua y al material con el que están fabricadas las placas”, explica Iolanda Duarte, docente del Departamento de Biología del Centro de Ciencias Humanas y Biológicas (CCHB) de la UFSCar y coordinadora del estudio.

Para recolectar las muestras, los investigadores pasaron una tela de algodón embebida en una solución estéril sobre los módulos fotovoltaicos de Sorocaba y Itatiba. Luego acondicionaron ese material y lo llevaron al Laboratorio de Microbiología Aplicada de la UFSCar, en donde se le extrajo su ADN.

Al efectuar la secuenciación parcial del gen 16S rARN, las investigadoras encontraron una composición microbiana similar entre las muestras analizadas, aunque la de Sorocaba, recolectada en la zona rural, exhibió una diversidad levemente mayor.

Los resultados fueron parecidos a los que surgieron de los trabajos realizados en España, en Estados Unidos y en los polos, pese a la distancia geográfica y a las diferencias climáticas. Los géneros bacterianos Methylobacterium-methylorubrum y Hymenobacter representaron más del 90 % de la diversidad que se observó en el estudio.

Un biodetergente

La comprensión acerca de cómo funciona la comunidad de microorganismos de los paneles fotovoltaicos puede ayudar incluso a mantener la eficiencia de esos artefactos en el transcurso del tiempo. En Brasil existen estudios que han demostrado que el polvo acumulado en las placas puede hacer caer la captación de energía un 11 % pasados 18 meses desde su instalación. En los desiertos, la disminución puede llegar al 39 %, y superar el 50 % cuando se desencadenan eventos extremos, tales como tormentas de arena, por ejemplo.

Aparte de arena y otras partículas, el polvo hallado en esos artefactos es rico en microorganismos. Como estrategia de supervivencia, algunas bacterias se agrupan en las denominadas biopelículas que terminan recubriendo los paneles y que contribuyen a la merma en la captación de la radiación solar.

Para la concreción de una próxima etapa del trabajo, la cual no figura en el artículo publicado ahora, las investigadoras aislaron una levadura pigmentada, también presente en los paneles solares de las regiones de clima frío, que puede servir para la producción de biodetergentes.

Se trata de moléculas consideradas versátiles en lo que concierne a sus aplicaciones, puesto que poseen características tensioactivas, es decir, que reducen la tensión superficial del agua y de este modo ayudan a mezclarla con sustancias insolubles.

Asimismo, pueden aplicarse como antimicrobianos, antitumorales y en biorremediación, tal como se le denomina al empleo de procesos biológicos para degradar, transformar o remover contaminantes presentes en el ambiente.

“La remoción de biopelículas es un problema difícil de resolver en muchas actividades económicas. Por eso este estudio es fundamental para el desarrollo de nuevas estrategias de gestión de esos paneles. Investigaciones futuras con la levadura productora de biodetergente podrán brindar una alternativa para la formulación de productos de limpieza más eficaces destinados a esos y a otros artefacos”, afirma Duarte.

Los extremófilos

A los organismos que soportan condiciones como las existentes en los paneles fotovoltaicos se los conoce con el nombre de extremófilos. A algunos de los grupos de bacterias hallados en Sorocaba y Itatiba, por ejemplo, ya se los ha detectado en muestras de suelo de los desiertos de Taklamakán, en China, de Gobi, en Mongolia, y de Atacama, en Chile.

Algunos de los aislados llamaron la atención de los investigadores pues estaban pigmentados y crecían en distintos rangos de temperatura (de 3 °C a 50 °C). La presencia de pigmentos puede estar asociada al potencial de superar el llamado estrés oxidativo, cuando existe una producción excesiva de radicales libres y especies reactivas de oxígeno, que comienzan a causarle daños al organismo.

La radiación solar y la pérdida de agua son algunas de las causas del estrés oxidativo. Con una superficie lisa e inclinada, los paneles fotovoltaicos están diseñados de manera tal que no retengan el agua proveniente de la lluvia o de eventuales lavados.

Las investigadoras aislaron 63 microorganismos con potencial para resistir a los rayos ultravioleta. En el laboratorio, se los evaluará con relación a su capacidad de resistencia a esa radiación y a sus posibilidades de aplicación biotecnológica.

Puede leerse el artículo initulado Extremophilic taxa predominate in a microbial community of photovoltaic panels in a tropical region, de Juliane B. Moura, Tiago P. Delforno, Pierre F. del Prado y Iolanda C. Duarte, en el siguiente enlace: academic.oup.com/femsle/article/368/16/fnab105/6350555.
 

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