Integrar en edificios e infraestructuras ciertos microorganismos permitiría transformarlos en sistemas vivos capaces de generar energía, reciclar residuos o reducir la contaminación, según un equipo científico internacional en el que participan miembros del Instituto de Biología Integrativa de Sistemas (I2SysBio), del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y la Universitat de València (UV).
En un trabajo publicado en la revista científica Trends in Biotechnology, el equipo propone integrar comunidades de bacterias, conocidas como «biofilms electroactivos», en infraestructuras domésticas y urbanas para transformar la arquitectura estática actual en estructuras dinámicas y autosuficientes.
Programables
Estos microorganismos, según explican, son capaces de generar electricidad a partir de materia orgánica y ya se utilizan, por ejemplo, en el tratamiento de aguas residuales o en la producción de bioenergía.
Gracias a los avances en biología sintética e inteligencia artificial, estos sistemas se pueden «programar» para que actúen como componentes biológicos inteligentes, similares a transistores o circuitos lógicos, en lugar de limitarse a funcionar como simples catalizadores.
“Planteamos usar estos microorganismos no sólo como herramientas que hacen una tarea concreta, sino como una tecnología viva que puede procesar información, crecer, autorrepararse y adaptarse al entorno”, ha explicado Pablo Carbonell, investigador del CSIC en el I2SysBio y uno de los autores del trabajo.
Este es el cambio de paradigma que propone el estudio: transformar la arquitectura y tecnología de los edificios en plataformas vivas, dinámicas y autosuficientes, con el apoyo de los biofilms electroactivos y la convergencia de disciplinas como la electrobiología, la biología sintética, la bioelectrónica y la arquitectura.
De infraestructuras regenerativas a viviendas que se autogestionan
Este planteamiento, subrayan, abre la puerta a desarrollar nuevas aplicaciones que van desde infraestructuras regenerativas hasta viviendas capaces de gestionar sus propios recursos de forma autónoma.
La integración de sistemas biológicos en infraestructuras podría contribuir a la reducción del consumo de recursos, la minimización de residuos y la reducción de las emisiones de CO2 de los edificios y las ciudades, avanzando con ello hacia una economía circular y sostenible, subrayan los autores del estudio.
Entre los avances más prometedores incluyen materiales compuestos avanzados, sustratos biodegradables, hidrogeles funcionales y arquitecturas modulares para un rendimiento sostenible.
Retos
El equipo ha analizado también los retos que supone trasladar estas innovaciones a nivel de materiales a aplicaciones comercialmente viables, entre los que destacan la falta de hardware estandarizado y modular.
Los sistemas de biofilms electroactivos se utilizan actualmente a escala del laboratorio y la ausencia de una infraestructura escalable e interoperable ha impedido hasta ahora su adopción generalizada», según Jorge Barriuso, científico del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC).
El trabajo subraya que aún es necesario superar importantes retos científicos y tecnológicos, como el diseño de comunidades microbianas estables, el control preciso del flujo de electrones y el desarrollo de modelos predictivos basados en inteligencia artificial.
La superación de estos desafíos permitiría el avance hacia una nueva generación de sistemas biointeligentes y, en última instancia, hacia una forma de diseñar nuestro entorno basada en las capacidades propias de la materia viva, concluye el trabajo, en el que también participan las universidades KU Leuven (Bélgica) y Southampton (Reino Unido). EFE Verde
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