Investigadores de la Universidad de Bristol han desarrollado el primer corazón artificial que funciona con pilas de combustible microbianas alimentado por orina. Pero en lugar de ser utilizado como un dispositivo protésico para pacientes humanos, la bomba está destinada a ser utilizada en robots ecológicos (ecobots) que extraerán energía de los residuos orgánicos y la convertirán en electricidad.
El ecobot es un prototipo de robot que aspira a ser energéticamente autónomo, proporcionándole energía mediante este corazón de orina como una forma de obtener energía limpia en el sentido ecológico de la palabra.
La orina genera energía de la siguiente manera: los residuos orgánicos son consumidos por unos microorganismos, que habitan en las pilas del robot (celda de combustible biológica), y que al hacerlo producen mínimos destellos de electricidad que, sumando muchas de estas pilas, producen suficiente energía para dar autonomía al robot. Hace unos meses les informamos que estos mismos investigadores, del Laboratorio de Robótica de Bristol, ya habían demostrado que podían cargar un teléfono móvil con orina.
“Las celdas de combustible contienen microorganismos vivos que generan protones y electrones mientras digieren la orina”, dijo Peter Walters desarrollador de la bomba. “La corriente eléctrica de bajo nivel que fluye a través del circuito se usa para cargar un condensador que, una vez ha acumulado suficiente energía, puede usarse para algo útil”. Los microbios descomponen y digieren la materia orgánica de la orina y los residuos resultantes se almacenan de forma segura.
Estas peculiares pilas necesitan alimentarse regularmente para no descargarse, y ahí es donde actúa el corazón. Inspirado en el corazón humano, cuenta con fibras musculares artificiales que bombean la orina a todas las celdas de combustible del robot con la cadencia necesaria. Hasta ahora lo hacia una bomba convencional, demasiado expuesta a fallos mecánicos. La ventaja de este corazón de orina es que se alimenta de las propias celdas orgánicas, cerrando así el ciclo de autonomía. Sólo necesita un buen tanque de orines.
Los investigadores calcularon la eficacia de la bomba en 0,11%, que es significativamente menor que el 0,79% de eficiencia de una bomba accionada por motor eléctrico. Sin embargo, señalaron que este tipo de bombas se han desarrollado y perfeccionado a lo largo de varias décadas, mientras que este corazón de orina es el primer prototipo de su tipo.
En el corto plazo, los investigadores esperan hacer otras mejoras como por ejemplo, reducir al mínimo las pérdidas debidas a la fricción hidrodinámica, creando una transición más suave entre el cuerpo de la bomba y el puerto de salida, y disminuir el peso del cuerpo hueco por reducir el espesor de la pared. A más largo plazo, se espera que la eficiencia de los materiales de los músculos artificiales puedan mejorar.
Referencia: IOP Science