Informe sobre la Investigación en Conversión de Energía Bio-inspirada y su Impacto en los Objetivos de Desarrollo Sostenible

El presente informe analiza la investigación liderada por David Beratan en la Universidad de Duke, enfocada en descifrar los mecanismos de conversión de energía en sistemas biológicos para desarrollar tecnologías de energía limpia. Este esfuerzo se alinea directamente con varios Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), principalmente el ODS 7 (Energía Asequible y No Contaminante), el ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura) y el ODS 13 (Acción por el Clima).

Alineación Estratégica con el ODS 7: Energía Asequible y No Contaminante

El objetivo principal del laboratorio es replicar procesos naturales, como la fotosíntesis, para crear dispositivos sintéticos de alta eficiencia, como células solares de nuevo rendimiento. Esta línea de investigación es fundamental para avanzar hacia las metas del ODS 7.

Contribuciones Clave al ODS 7

• Aumento de la proporción de energía renovable: Al buscar la creación de células solares de eficiencia extraordinaria, el proyecto contribuye directamente a la meta 7.2, que busca aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto energético mundial.
• Fomento de la investigación en energía limpia: La investigación representa un avance en la cooperación internacional para facilitar el acceso a la investigación y la tecnología relativas a la energía limpia, como se estipula en la meta 7.a.

Innovación Científica como Motor de los ODS 9, 12 y 13

La investigación se centra en un proceso biológico clave conocido como “bifurcación electrónica”, un mecanismo que los organismos vivos utilizan para transferir electrones de manera altamente eficiente, minimizando la pérdida de energía en forma de calor.

El Proceso de Bifurcación Electrónica

1. Dos electrones comparten un mismo espacio orbital.
2. Al separarse, un electrón conserva un alto nivel de energía, mientras que el otro queda con un nivel muy bajo.
3. El electrón de alta energía se utiliza para generar compuestos que almacenan dicha energía de forma eficiente.

La replicación de este proceso en sistemas artificiales es un pilar para la innovación tecnológica y la sostenibilidad.

Impacto en Múltiples Objetivos de Desarrollo Sostenible

• ODS 9 (Industria, Innovación e Infraestructura): Este proyecto es un ejemplo de investigación científica (meta 9.5) que busca desarrollar tecnologías sostenibles y no contaminantes. El desarrollo de sistemas energéticos bio-inspirados representa una modernización tecnológica fundamental.
• ODS 12 (Producción y Consumo Responsables): Al reducir la ineficiencia (generación de calor), esta tecnología promueve un uso más eficiente de los recursos naturales (luz solar) para la producción de energía, alineándose con la meta 12.2.
• ODS 13 (Acción por el Clima): El desarrollo de una fuente de energía solar más eficiente es una estrategia directa para mitigar el cambio climático, reduciendo la dependencia de los combustibles fósiles y, por ende, las emisiones de gases de efecto invernadero.

Desafíos, Colaboración y Perspectiva a Largo Plazo (ODS 17)

El equipo de Beratan, en colaboración con otros investigadores y con el apoyo de entidades como el Departamento de Energía de Estados Unidos y la Fundación Keck, enfrenta el considerable reto de construir un sistema de bifurcación electrónica impulsado por luz solar en un entorno de laboratorio.

Fases y Proyecciones del Proyecto

• Estado actual: El proyecto se encuentra en una fase inicial de diseño y prueba de conceptos.
• Proyección a mediano plazo: Se estima que en un plazo de aproximadamente cinco años se podría contar con un prototipo funcional para evaluar la viabilidad de la tecnología.
• Visión a largo plazo: La investigación fundamental, aunque requiere paciencia, tiene el potencial de transformar la sociedad con avances tecnológicos disruptivos, similar a cómo la investigación de décadas pasadas sentó las bases para la inteligencia artificial actual.

Esta estructura de colaboración entre la academia, el gobierno y fundaciones privadas ejemplifica el espíritu del ODS 17 (Alianzas para Lograr los Objetivos), demostrando que la cooperación multisectorial es indispensable para impulsar la ciencia y la tecnología necesarias para alcanzar la Agenda 2030.

Análisis de los Objetivos de Desarrollo Sostenible en el Artículo

1. ¿Qué Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) se abordan o están conectados con los temas destacados en el artículo?

• ODS 7: Energía Asequible y No Contaminante

  Este es el objetivo más directamente relacionado. El artículo se centra en la investigación para “inspirar el desarrollo de tecnologías de energía limpia más eficientes”. El proyecto busca crear “células solares de alto rendimiento” replicando procesos naturales, lo que aborda la necesidad de mejorar las fuentes de energía renovable como la solar.

• ODS 9: Industria, Innovación e Infraestructura

  El artículo destaca la “investigación fundamental” como base para “avances tecnológicos” que pueden “transformar la sociedad”. El trabajo del laboratorio en la construcción de “sistemas bioinspirados” y “dispositivos sintéticos” es un claro ejemplo de fomento a la investigación científica y la innovación tecnológica, pilares de este ODS.

• ODS 17: Alianzas para lograr los Objetivos

  Se menciona explícitamente que el proyecto cuenta con la colaboración de múltiples investigadores (“Beratan, en colaboración con Michael Therien y Weitao Yang”) y el apoyo de instituciones clave (“el Departamento de Energía de Estados Unidos y la Fundación Keck”). Esto ejemplifica la creación de alianzas entre el mundo académico y organismos gubernamentales y filantrópicos para alcanzar metas científicas y de desarrollo.

2. ¿Qué metas específicas de los ODS se pueden identificar en función del contenido del artículo?

1. Meta 7.2: Aumentar considerablemente la proporción de energía renovable en el conjunto de fuentes energéticas.

   La investigación tiene como fin último crear “células solares de eficiencia extraordinaria”. Al mejorar la eficiencia de la energía solar, se hace más competitiva y viable, lo que contribuye directamente a aumentar su participación en la matriz energética global.

2. Meta 9.5: Aumentar la investigación científica y mejorar la capacidad tecnológica de los sectores industriales de todos los países, fomentando la innovación.

   El artículo es un caso de estudio sobre esta meta. Describe un proyecto de “investigación fundamental” a largo plazo que, aunque se encuentra “en fase inicial”, busca generar conocimiento que siente “las bases” para futuras tecnologías disruptivas, tal como se menciona en el ejemplo de John Hopfield y la inteligencia artificial.

3. Meta 7.a: Aumentar la cooperación internacional para facilitar el acceso a la investigación y la tecnología relativas a la energía limpia, incluidas las fuentes renovables.

   El apoyo del “Departamento de Energía de Estados Unidos” a un proyecto universitario de investigación fundamental en energía limpia es una manifestación de esta meta a nivel nacional, promoviendo la inversión en la investigación y el desarrollo de tecnologías energéticas avanzadas.

3. ¿Hay algún indicador de los ODS mencionado o implícito en el artículo que pueda usarse para medir el progreso hacia los objetivos identificados?

El artículo no menciona indicadores oficiales de los ODS, ya que se enfoca en un proyecto de investigación específico. Sin embargo, se pueden inferir indicadores de progreso implícitos que son relevantes para el contexto del proyecto:

• Eficiencia de la conversión de energía en células solares

  El objetivo de lograr “células solares de alto rendimiento” y “eficiencia extraordinaria” implica que la eficiencia de la conversión de energía es el principal indicador de éxito del proyecto. Este indicador está directamente relacionado con la Meta 7.2, ya que una mayor eficiencia impulsa la adopción de energías renovables.

• Inversión en investigación y desarrollo (I+D) para energías limpias

  La mención del financiamiento por parte del “Departamento de Energía de Estados Unidos y la Fundación Keck” actúa como un indicador implícito de la inversión destinada a la investigación y la innovación en el campo de la energía limpia, lo cual se alinea con la Meta 9.5.

• Desarrollo de prototipos funcionales

  El artículo menciona la posibilidad de tener un “prototipo funcional” en “alrededor de cinco años”. La creación y prueba de este prototipo sería un indicador tangible del progreso tecnológico y de la materialización de la investigación, conectando con la Meta 9.5.

4. Tabla de ODS, metas e indicadores

Fuente: infobae.com