La Bio-elettricità – Viaggio nel mondo dei batteri con il Professor Fani

Molte delle scoperte scientifiche, seppur straordinarie, restano nell’ombra, senza essere degnate della dovuta considerazione che esse meritano. A volte perché la scienza non è spiegata in maniera comprensibile, altre volte semplicemente non si ha alcun interesse a informare, altre ancora si guarda solo al tornaconto economico. Eppure, considerando le stupefacenti novità che andremo a descrivervi, la stranezza risiede nel fatto che quasi nessuno abbia proferito verbo in merito a scoperte che potrebbero rivoluzionare la nostra vita quotidiana.

Intraprenderemo un affascinante viaggio nel micrometrico mondo di batteri particolari. Lo faremo avvalendoci di una guida esperta che ci condurrà verso alcuni sensazionali risultati scientifici sconosciuti al grande pubblico. Il nostro Virgilio in questo microcosmo è Renato Fani, Professore Associato di Genetica, presso il Dipartimento di Biologia dell’Università degli Studi di Firenze che ringraziamo per la sua cortese disponibilità. Pubblichiamo qui la prima delle tre parti di un’intervista finalizzata a divulgare gli esiti delle ricerche relative alle immense potenzialità di quei microrganismi che vengono quasi sempre associati alla patogenicità, ma che celano nella loro semplice struttura prospettive esaltanti nell’ergersi a validi e sostenibili supporti nel campo dell’energia, del bio-smaltimento di rifiuti e della salute umana. Vediamo, grazie alle spiegazioni del Professor Fani, come sia possibile la produzione di energia elettrica tra i batteri.

Professore, partiamo dal suo lavoro del 2009. Come nasce e a che punto è il progetto sulla bioelettricità microbica?

“Questa è una delle ultime scoperte, in realtà. Era risaputo che ci fossero organismi in grado di produrre energia elettrica. Basti pensare alle lucciole, che emettono energia fotonica, e alle razze. Che ci fossero dei microrganismi capaci di produrre energia elettrica era al di fuori della nostra percezione. Alcuni anni fa, è stato dimostrato che alcuni batteri anaerobi riescono a generare e condurre energia elettrica. In virtù di questa constatazione, sono sorti alcuni quesiti sul perché e il come ci riescono e in quale modo possono essere sfruttati. Perché lo facciano, non è del tutto chiaro considerando la vita nel loro habitat. È possibile sia un segnale di comunicazione tra batteri. Come lo fanno, ci sono diversi meccanismi molecolari con cui si arriva alla produzione di energia elettrica. A grandi linee, possiamo immaginare la corrente elettricità prodotta come un flusso di elettroni. Quindi, questi batteri, attraverso una serie di processi metabolici, trasferiscono gli elettroni sulla propria superficie cellulare dove sono presenti delle “piccole mani” (proteine) che si passano gli elettroni generando il flusso di elettroni. Da alcuni batteri protrudono pilus (filamenti) che prendono contatto con altri batteri e, attraverso questi nanowires (nanofili), avviene passaggio di corrente (costituendo una sorta di cavo elettrico). Qualcuno, un po di anni fa, pensò di introdurre un elettrodo all’interno di un contenitore dove erano presenti questi batteri. Ciò che accadde è che è batteri aderirono all’elettrodo trasferendo al conduttore artificiale gli elettroni, anziché scambiarseli tra loro, andando, così, a chiudere un circuito con produzione di energia elettrica”.

Quanta energia sono in grado di produrre?

“Un singolo batterio non produce una quantità di energia tale da illuminare una stanza o accendere una lampadina. È anche improponibile, al momento, utilizzare i batteri come fonte di energia alternativa in tempi brevi. Intorno al 2009, nei villaggi africani dove non arriva la corrente elettrica, il sistema descritto può funzionare. Una società americana investì 200.000 dollari per finanziare questo progetto che avrebbe dovuto illuminare l’intero villaggio.
Furono inseriti i batteri in alcuni bidoni, utilizzando come terreno di coltura rifiuti organici. Il risultato fu l’accensione delle lampadine dell’intero villaggio grazie alla produzione d’energia derivante dai microbi. Quindi, in alcuni contesti, il sistema può funzionare. Teoricamente, batteri che si alimentano da scarti organici per produrre elettricità sarebbe la chiusura perfetta del cerchio”.

Ci sono state altre applicazioni pratiche della bio-elettricità?

“Al di là dell’iniziativa in Africa, non sono riportati altri esempi. La ricerca negli anni passati si è incentrata su studiare e modificare i batteri al fine di incrementare la produzione di energia elettrica da parte dei singoli batteri. Solo recentemente alcuni team hanno iniziato ad applicare la bioelettricità su piccola scala, per alimentare un PC o altri apparecchi elettronici”.

Quali tipi di batteri producono energia?

“Prima si pensava che solo alcuni tipi di batteri fossero in grado di fornire energia elettrica. La realtà, però, è completamente diversa. Quasi tutti i batteri producono energia elettrica. Se mettiamo un elettrodo nel terreno è sicuro che i batteri presenti trasferiranno elettroni conducendo energia elettrica. È sicuramente una delle scoperte più intriganti degli ultimi anni”. È possibile che questi semplici e troppe volte ingiustamente bistrattati microrganismi possano nutrirsi di rifiuti e generare energia elettrica in modo del tutto naturale? Le evidenze ottenute da numerosissimi studi forniscono una risposta positiva in chiave futura a questo quesito. Un esempio è dato dall’università di Queensland (citata nell’intervista anche anche dal Professore), in Australia, quando nel 2007, vide la luce (mai termine fu più appropriato) la prima Mfc (Microbiological fuel cell), ovvero una pila a combustibile biologica che sfrutta la produzione di energia da parte di batteri. Il futuro potrebbe essere molto più luminoso se solo lasciassimo che ad illuminare il cammino fossero i nostri incredibili e microbici compagni di viaggio.

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