Las fuentes de energía sostenibles, libres de contaminación y respetuosas con el medio ambiente, son uno de los principales retos de la futura sociedad mundial. El equipo interdisciplinario de robóticos y biólogos del IIT-Istituto Italiano di Tecnologia en Pontedera (Pisa, Italia), encontró que las plantas vivas pueden ayudar con la electricidad. Fabian Meder, Barbara Mazzolai y sus colaboradores del IIT descubrieron que las plantas vivas son literalmente una fuente de energía «verde», que puede convertirse en una de las fuentes de electricidad del futuro que se integra perfectamente en entornos naturales y es accesible en todo el mundo. Los investigadores descubrieron que las plantas pueden generar, por una sola hoja, más de 150 voltios, suficiente para alimentar simultáneamente 100 bombillas LED. Los investigadores también demostraron que un «árbol híbrido» hecho de hojas naturales y artificiales puede actuar como un innovador generador eléctrico «verde» que convierte el viento en electricidad.
El equipo de investigación tiene su sede en el Centro de Microbiología Robótica (CMBR) del IIT en Pontedera (Pisa, Italia), coordinado por Barbara Mazzolai, y su objetivo es realizar investigación avanzada y desarrollar metodologías innovadoras, tecnologías robóticas y nuevos materiales, inspirados en el mundo natural. Por lo tanto, los enfoques inspirados en la biología pueden ayudar a desarrollar robots y tecnologías que son más adecuados para entornos no estructurados que las soluciones actuales. En 2012 Barbara Mazzolai coordinó el proyecto Plantoid, financiado por la UE, que llevó a la realización del primer robot de planta del mundo. En este último estudio, el equipo de investigación estudió las plantas y demostró que las hojas pueden crear electricidad cuando son tocadas por un material distinto o por el viento.
Ciertas estructuras foliares son capaces de convertir las fuerzas mecánicas aplicadas en la superficie de la hoja en energía eléctrica, debido a la composición específica que la mayoría de las hojas de las plantas proporcionan de forma natural. En detalle, la hoja es capaz de acumular cargas eléctricas en su superficie debido a un proceso llamado electrificación por contacto. Estas cargas se transmiten inmediatamente al tejido interno de la planta. El tejido de la planta actúa como un «cable» y transporta la electricidad generada a otras partes de la planta. Por lo tanto, simplemente conectando un «tapón» al vástago de la planta, la electricidad generada puede ser cosechada y utilizada para alimentar dispositivos electrónicos. Los investigadores del IIT muestran que el voltaje generado por una sola hoja puede llegar a más de 150 voltios, suficiente para alimentar simultáneamente 100 bombillas LED cada vez que se toca la hoja.
En el artículo, los investigadores describen además, por primera vez, cómo se puede utilizar este efecto para convertir el viento en electricidad en las centrales. Por lo tanto, los investigadores modificaron un árbol de Nerum oleander con hojas artificiales que tocan las hojas naturales de N. oleander. Cuando el viento sopla en la planta y mueve las hojas, el «árbol híbrido» produce electricidad. La electricidad generada aumenta cuanto más se tocan las hojas. En consecuencia, puede ser fácilmente escalable explotando toda la superficie del follaje de un árbol o incluso de un bosque.
El estudio es un primer paso esencial para un nuevo proyecto que Barbara Mazzolai coordinará en 2019, el proyecto europeo Growbot, cuyo objetivo es realizar robots bioinspirados que implementen movimientos de crecimiento vegetales. Los nuevos robots serán alimentados en parte por la nueva fuente de energía derivada de las plantas, lo que demuestra que las plantas pueden convertirse en uno de los suministros de electricidad del futuro, accesible en todo el mundo.