Las conchas de las almejas gigantes son las placas solares más potentes del mundo

Las placas solares más potentes no están en ninguna superficie terrestre, sino azocadas en el mar. Las conchas de las almejas gigantes son una de las estructuras más eficientes del planeta. Con la capa iridiscente que recubre sus conchas, con sus movimientos y con la simbiosis con algas fotosintéticas, las almejas consiguen convertir hasta el 67% de la luz del sol (fotones) en electricidad (electrones). 

"Esto puede resultar contraintuitivo, porque a estas almejas les llega una luz solar intensa, pero en realidad son muy oscuras por dentro", asegura Alison Sweeney, profesora adjunta de física y de ecología y biología evolutiva en la Facultad de Artes y Ciencias de Yale, que lleva años estudiando los mecanismos biológicos que utiliza la naturaleza para sobrevivir para inspirarse y crear nuevos materiales y diseños sostenibles. En su último, publicado en la revista 'PRX Energy', Sweeney va un poco más allá. 

La investigadora, junto a su equipo, ha creado un modelo matemático con el que es capaz de determinar una fórmula para crear sistemas solares más eficientes. Y para ello, se ha basado en la geometría, el movimiento y la capacidad de dispersión de la luz de uno de los animales que siempre le ha fascinado: las almejas gigantes.

Los investigadores se centraron en el potencial energético solar que albergan las almejas gigantes iridiscentes que residen en las aguas poco profundas de la República de Palaos, en el Pacífico occidental. No en vano, estas estructuras tienen varias características que las hacen muy buenas captadoras de la luz solar. 

Quizás la más importante es que estas almejas son fotosimbióticas. Es decir, en sus cilindros verticales duermen algas unicelulares que crecen en su superficie. Ambas son inseparables, pues las algas absorben la luz solar gracias a que la concha iridiscente de la almeja dispersa la luz. Esto lo hacen gracias a unas células llamadas iridocitos. 

Paneles solares que cultiven algas

Según los investigadores, tanto la disposición en la que se colocan las algas como la dispersión de la luz tienen relevancia en la función de captación de luz. La disposición de las algas en columnas verticales (en paralelo a la luz) les permite absorber la luz solar de forma más eficiente. Pero no lo podrían hacer si esos rayos no hubieran sido filtrados previamente por los iridocitos. 

Basándose en esa geometría, Sweeney ha desarrollado un modelo para calcular la eficiencia cuántica (la capacidad de convertir fotones en electrones) de las almejas. Y así, teniendo en cuenta, además, las fluctuaciones de la luz solar, la intensidad solar al mediodía y la puesta del sol determinaron que la eficiencia cuántica de las almejas es del 42%. 

Pero había algo más. "A las almejas les gusta moverse durante todo el día", asevera Sweeney. Y es que las almejas son capaces de estirarse o retraerse dependiendo de los cambios que noten en la luz solar.

"Este estiramiento separa las columnas verticales, lo que las hace más cortas y anchas cuando es necesario", indica. Añadiendo esta característica, la eficiencia cuántica de la almeja aumentó al 67%. En comparación, un bosque tropical solo tiene una eficiencia del 14%.

"Una lección que podemos sacar de todo esto es lo importante que es tener en cuenta la biodiversidad en general", afirma Sweeney, que lleva varios años trabajando con la biodiversidad. Estos ejemplos pueden ofrecer inspiración y perspectivas para una tecnología energética sostenible más eficiente.

De hecho, como insiste la investigadora, estos datos servirán para “imaginar una nueva generación de paneles solares que cultiven algas, o paneles solares de plástico económicos hechos de un material elástico".

Estudio de referencia: PRX Energy 3, 023014 (2024) - Simple Mechanism for Optimal Light-Use Efficiency of Photosynthesis Inspired by Giant Clams (aps.org)