AGUA Y VIDA

Fotosíntesis: agua + sales + luz = energía

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Fotosíntesis: agua + sales + luz = energía

Viaje al interior de una célula vegetal

¿Es posible realizar el proceso artificialmente?

Durante este proceso natural, en el que el agua juega un papel decisivo, las plantas utilizan la energía solar para transformar sustancias inorgánicas en materia orgánica.

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Las plantas son seres autótrofos, es decir, son capaces de nutrirse a partir de sustancias inorgánicas. El complejo proceso químico por el que consiguen hacerlo se denomina fotosíntesis y se desarrolla en los cloroplastos, componentes celulares con forma elíptica –su número varía entre 20 y 100 en cada célula vegetal– que se encuentran en las hojas y que poseen la maquinaria enzimática necesaria para transformar la energía solar en energía química y, finalmente, en nutrientes. Además de los rayos solares, el dióxido de carbono y la clorofila –el pigmento de color verde contenido en el cloroplasto que se encarga de absorber la energía de la luz–, el agua es uno de los elementos esenciales para realizar el proceso. La fotosíntesis requiere un suministro constante de agua, que llega a las hojas a través de las raíces y los tallos.

 

LAS FASES DEL PROCESO

La fotosíntesis se produce en dos etapas. La primera, denominada luminosa o fotoquímica depende directamente de la luz recibida, la energía de los rayos solares entre las longitudes de onda correspondientes a la luz violeta, azul, naranja y roja. Esta energía produce la excitación de los electrones y provoca la ruptura de las moléculas de agua, de tal forma que el oxígeno se libera y el resto de energía se transmite, generando moléculas de ATP (Adenosina trifosfato) y NADPH (Nicotinamida adenina dinucleotido fosfato). Estos componentes se emplean en la siguiente etapa, que se conoce como fase oscura porque no depende directamente de la luz. Esta segunda etapa se desarrolla en el estroma, el espacio acuoso interno del cloroplasto. Allí la energía en forma de ATP y NADPH producida en la fase fotodependiente se utiliza para fijar el dióxido de carbono como carbono orgánico, mediante el Ciclo de Calvin. Éste consiste en una serie de reacciones químicas en las que se producen fosfoacilglicéridos con los que la célula vegetal elabora nutrientes. El proceso da como resultado un compuesto similar al azúcar llamado glucosa (C6 H12 O6).

 

El fenómeno de la fotosíntesis que llevan a cabo todas las plantas terrestres y acuáticas del planeta, y también las algas y algunas bacterias, resulta imprescindible para la vida en la Tierra. Al absorber energía solar y dióxido de carbono y devolver oxígeno y carbohidratos, el reino vegetal se convierte en una pieza fundamental dentro de los ciclos naturales de la energía, el carbono y el oxígeno.

 

ANATOMÍA dEL PROCESO

Viaje al interior de una célula vegetal

Dentro de las hojas de las plantas, en los cloroplastos de las células vegetales, se gesta el proceso químico que transforma la materia inorgánica en nutrientes.

¿Es posible realizar el proceso artificialmente?

Desde hace años la comunidad científica está intentando emular a las plantas para obtener una nueva fuente de energía limpia y eficiente.

Aunque se han conseguido prototipos eficientes, aún falta bastante para que la fotosíntesis artificial pueda ser una fuente energética real. Murarart © Shutterstock.

Copiar en un laboratorio la fórmula secreta del reino vegetal para producir energía almacenable a partir de los rayos del sol, agua y dióxido de carbono es uno de los grandes retos de la comunidad científica internacional. EEUU, uno de los países más interesados, ya ha invertido 122 millones de dólares en el Join Center for Artificial Photosynthesis (JCAP), fundado en 2010. El objetivo es desarrollar una célula solar que produzca moléculas de hidrógeno o hidrocarburos, en lugar de azúcares, como hacen las plantas. En definitiva, obtener un combustible que al ser quemado no genere CO2, que no contribuya al efecto invernadero y, en consecuencia, al calentamiento global, y que reduzca nuestra dependencia de los combustibles fósiles. De momento se ha conseguido recrear de forma simplificada el proceso fotosintético, pero el gran problema es encontrar una infraestructura eficaz para comercializar y hacer viable este tipo de energía.

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