Cuando las plantas extraen agua de sus raíces para nutrir sus tallos y hojas, producen un potencial eléctrico que podría aprovecharse como fuente de energía renovable. Sin embargo, como todos los seres vivos, las plantas están sujetas a un ritmo circadiano:el reloj biológico que recorre los ciclos diurnos y nocturnos e influye en los procesos biológicos. En las plantas, este ciclo diario incluye capturar energía luminosa para la fotosíntesis y absorber agua y nutrientes del suelo durante el día y ralentizar sus procesos de crecimiento durante la noche.
En un estudio publicado esta semana en Physics of Fluids , investigadores del Instituto Indio de Tecnología Kharagpur detallaron cómo los procesos biológicos producen voltaje en las plantas y el impacto de los cambios cíclicos del día y la noche en este voltaje.
"Este potencial de flujo, esencialmente una consecuencia de la energía natural recolectada en la planta, ofrece una fuente de energía renovable que es continua y puede ser sostenible durante largos períodos", dijo el autor Suman Chakraborty. "La pregunta que queríamos responder era ¿cuánto potencial puede producir y cómo influye el reloj biológico de la planta en el potencial eléctrico?"
Para averiguarlo, los autores insertaron electrodos en los tallos de los jacintos de agua y conectaron depósitos con electrodos a trozos de bambú de la suerte para examinar de cerca cómo cambia el potencial eléctrico dependiendo de los tipos de iones, la concentración de iones y el pH del fluido que fluye a través de las plantas. .
"Nuestro momento eureka fue cuando nuestros primeros experimentos demostraron que es posible producir electricidad en un ritmo cíclico y el vínculo preciso entre esto y el ritmo diario inherente de la planta", dijo Chakraborty. "Pudimos identificar exactamente cómo se relaciona esto con la transpiración de agua y los iones que la planta transporta a través del ascenso de la savia."
El estudio cuantificó la respuesta de voltaje que se origina en el movimiento de iones a través de las vías de la planta que se alinean únicamente con los ritmos diarios de la planta. Los autores descubrieron que las plantas pueden moderar activamente el flujo de líquido o savia en sincronía con los ciclos diurnos y nocturnos. También encontraron que el potencial de transmisión eléctrica aumenta con una menor concentración de iones o un mayor pH en el fluido.
"No sólo redescubrimos el ritmo eléctrico de la planta, articulándolo en términos de voltajes y corrientes, sino que también brindamos información sobre cómo aprovechar potencialmente la producción de energía eléctrica de las plantas de una manera sostenible sin impacto ambiental y sin perturbar el ecosistema", dijo Chakraborty. .
"Los hallazgos podrían ayudar a desarrollar sistemas biomiméticos inspirados en la naturaleza que puedan abordar la crisis energética global con una solución ecológica y sostenible en la que plantar un árbol no sólo alivia las crisis del cambio climático y la disminución de la calidad ambiental, sino que también proporciona una manera para aprovechar la electricidad de él."
