Argentina: una científica encontró en unas algas una pista para mejorar las baterías y generar nuevas oportunidades laborales

Una investigación liderada por la científica argentina Valeria Blanco busca aprovechar las estructuras microscópicas de las algas diatomeas para desarrollar nuevos materiales que podrían mejorar el funcionamiento de las baterías de litio y, al mismo tiempo, abrir oportunidades productivas y laborales. El proyecto parte de una característica particular de estos organismos: poseen un esqueleto de sílice con una estructura porosa y nanoestructurada que la propia naturaleza modifica de acuerdo con las condiciones ambientales. La investigación intenta reproducir y aprovechar esa capacidad para desarrollar materiales destinados a tecnologías de almacenamiento de energía.

Blanco nació en Mercedes, provincia de Buenos Aires, y se trasladó a La Plata en 2004 para comenzar sus estudios universitarios. Su interés por la naturaleza ya estaba presente desde la adolescencia, aunque inicialmente no tenía claro qué carrera seguir. Finalmente estudió Licenciatura en Química y Tecnología Ambiental y posteriormente desarrolló su carrera científica en distintos países.

Su trayectoria la llevó primero a Bariloche, donde trabajó en el Instituto Balseiro junto con su marido. Posteriormente ambos realizaron investigaciones en el exterior, una experiencia que les permitió entrar en contacto con laboratorios especializados en materiales y nuevas tecnologías. Fue durante su etapa en Noruega cuando Blanco comenzó a trabajar con baterías y descubrió el potencial de las diatomeas.

Las diatomeas son organismos unicelulares que forman parte del fitoplancton y viven en ambientes acuáticos. Una de sus características más llamativas es la estructura rígida que las protege, formada principalmente por sílice. Ese pequeño esqueleto tiene una red de poros cuya dimensión puede variar según las condiciones ambientales en las que crece el organismo.

Precisamente esa propiedad despertó el interés de la investigadora. La estructura que las diatomeas producen naturalmente posee algunas de las características que los científicos buscan para desarrollar materiales destinados a las baterías de litio. La posibilidad de utilizar un proceso biológico para obtener una estructura que normalmente requiere tratamientos industriales complejos constituye uno de los aspectos más prometedores del proyecto.

Una batería de litio posee diferentes componentes, entre ellos un electrodo positivo, uno negativo y un electrolito. En el electrodo negativo se utilizan materiales capaces de reaccionar con el litio. El silicio es considerado una alternativa de interés porque puede almacenar una cantidad importante de litio, aunque presenta desafíos técnicos relacionados con su expansión y contracción durante los ciclos de carga y descarga.

Para funcionar adecuadamente, el material necesita reunir determinadas propiedades. Debe ser suficientemente resistente, pero al mismo tiempo contar con una estructura que permita los movimientos asociados a la incorporación y liberación de litio.

Es allí donde las diatomeas pueden ofrecer una solución. Su esqueleto ya presenta una estructura a escala nanométrica y contiene poros que pueden adaptarse durante el crecimiento del organismo. Blanco estudia precisamente cómo controlar esas características para obtener materiales con propiedades adecuadas para su utilización tecnológica.

La investigadora denomina a este fenómeno plasticidad morfológica. En términos simples, significa que las condiciones ambientales pueden influir sobre la forma y el tamaño de los poros que desarrolla el organismo. Comprender ese mecanismo podría permitir producir diatomeas con características específicas en función del material que se quiera obtener.

El objetivo no consiste simplemente en recolectar algas y colocarlas dentro de una batería. La investigación busca desarrollar un sistema de cultivo controlado que permita obtener estructuras con propiedades determinadas, para luego procesarlas y utilizarlas como materia prima para nuevos materiales.

La experiencia comenzó en Noruega, donde Blanco trabajó con muestras de diatomeas provenientes de los fiordos. Las algas eran recolectadas para otros usos y posteriormente llegaban al laboratorio, donde la científica separaba y limpiaba sus estructuras microscópicas para estudiar sus características.

El procedimiento permitía obtener un polvo blanco después de retirar el material biológico. A partir de allí comenzaba el análisis de las estructuras de sílice y de sus posibilidades de transformación.

Con el tiempo, la investigación avanzó hacia una pregunta más ambiciosa: si las diatomeas pueden producir naturalmente estructuras complejas, ¿es posible controlar su crecimiento para obtener materiales diseñados específicamente para una aplicación tecnológica?

Esa es actualmente una de las principales líneas de trabajo de Blanco. El proyecto intenta determinar qué condiciones de cultivo modifican la estructura de las diatomeas y cuáles producen las características más convenientes para las aplicaciones relacionadas con el almacenamiento de energía.

La propuesta también tiene una dimensión ambiental. Las diatomeas pueden crecer en ambientes acuáticos y a temperatura ambiente, sin necesidad de procesos industriales de alta temperatura para producir inicialmente sus estructuras. Además, durante su crecimiento realizan fotosíntesis, producen oxígeno y capturan dióxido de carbono.

La posibilidad de combinar biología, nanotecnología y desarrollo de materiales convierte a las diatomeas en una plataforma que podría tener aplicaciones mucho más amplias que las baterías. La investigación también analiza posibles usos en áreas como la nanomedicina y otras tecnologías que requieren estructuras microscópicas con características controladas.

El proyecto también plantea una posibilidad económica. Si el proceso de cultivo y transformación puede desarrollarse a escala industrial, las algas podrían convertirse en una materia prima para una nueva cadena productiva.

Blanco señala que incluso podrían cultivarse en terrenos que hayan perdido fertilidad o que no sean adecuados para determinados cultivos tradicionales. Eso permitiría imaginar una actividad productiva asociada a la biotecnología en superficies que actualmente tienen pocas alternativas económicas.

Existen antecedentes internacionales de producción controlada de diatomeas. En Suecia, por ejemplo, se desarrollaron experiencias de cultivo en invernaderos, mientras que otros investigadores analizaron sus propiedades para aplicaciones relacionadas con energía y materiales.

La eventual industrialización de una tecnología de este tipo requeriría, sin embargo, superar varias etapas. Un resultado positivo en laboratorio no significa automáticamente que pueda convertirse en un producto comercial. Será necesario comprobar el rendimiento, la estabilidad, los costos de producción, la disponibilidad de materia prima y la posibilidad de fabricar los materiales en grandes cantidades.

También será necesario evaluar la vida útil de los materiales obtenidos y su comportamiento después de numerosos ciclos de carga y descarga. En las baterías, una mejora inicial de la capacidad no es suficiente si el componente pierde rápidamente sus propiedades con el uso.

Por eso, la investigación todavía se encuentra en una etapa de desarrollo. El potencial tecnológico es importante, pero deberá ser validado mediante pruebas experimentales y posteriormente mediante procesos de escalamiento industrial.

La historia profesional de Blanco también refleja el papel que tienen las colaboraciones internacionales en este tipo de investigaciones. Su trabajo pasó por laboratorios de Francia, Noruega y España, donde tuvo acceso a equipamiento y grupos especializados en materiales, biología y energía.

Actualmente trabaja en España y continúa desarrollando la investigación con el objetivo de demostrar experimentalmente que el cultivo racional de diatomeas puede generar materiales útiles para mejorar las baterías.

El proyecto recibió además el respaldo de una beca Leonardo de la Fundación BBVA, que permitió organizar y profundizar la investigación. El programa de becas tendrá también una primera edición en Argentina, con cinco proyectos que podrán recibir hasta US$50.000 cada uno.

La convocatoria argentina comenzará el 21 de septiembre y estará dirigida a investigadores y creadores. Entre las áreas incluidas figuran ciencia de datos e inteligencia artificial, tecnología limpia y biodiversidad, además de creación literaria y artes escénicas.

La iniciativa refleja una tendencia creciente: utilizar organismos y procesos naturales como fuente de inspiración para resolver problemas tecnológicos. En lugar de desarrollar cada material exclusivamente mediante procesos industriales, la bioingeniería intenta estudiar cómo la naturaleza construye estructuras complejas y aprovechar esos mecanismos.

En el caso de las diatomeas, la ventaja está precisamente en que la naturaleza ya realiza a escala microscópica un proceso que los investigadores necesitan reproducir tecnológicamente. El desafío científico consiste en comprenderlo y encontrar la manera de controlarlo.

Si el proyecto alcanza los resultados esperados, las consecuencias podrían superar el ámbito de las baterías. La fabricación de nanoestructuras mediante procesos biológicos podría abrir nuevas líneas de investigación en almacenamiento energético, medicina, materiales avanzados y tecnologías ambientales.

También podría generar una nueva relación entre producción científica y desarrollo económico. Una tecnología nacida de una investigación académica puede convertirse, si alcanza la escala necesaria, en una cadena productiva que incluya cultivo, procesamiento, fabricación de materiales, investigación aplicada y producción industrial.

La investigación de Valeria Blanco muestra cómo un organismo microscópico puede convertirse en punto de partida para una tecnología de alto impacto. Las diatomeas, que durante millones de años desarrollaron estructuras de sílice para sobrevivir en ambientes acuáticos, podrían aportar ahora una herramienta para enfrentar uno de los grandes desafíos de la transición energética: fabricar baterías más eficientes y duraderas.

El camino todavía requiere investigación y pruebas antes de hablar de una aplicación comercial definitiva. Pero la propuesta ya plantea una idea relevante: la próxima generación de materiales tecnológicos podría surgir no solo de grandes instalaciones industriales, sino también del estudio de mecanismos que la naturaleza desarrolló mucho antes que la ciencia moderna.