El ITE ha iniciado 2021 liderando un equipo científico europeo encargado de investigar durante los próximos 4 años una tecnología radicalmente innovadora para obtener electricidad a partir de la savia de las plantas. Esta nueva fuente de energía renovable será inocua para el organismo vegetal y tendrá una aplicación directa para el desarrollo de sensores de monitorización ambiental en zonas urbanas, agrícolas y forestales.
Los equipos encargados de la gestión ambiental de nuestras ciudades y pueblos, campos de cultivo y masas forestales utilizan información detallada de sus entornos para hacerlos más sostenibles y eficientes. La información ambiental obtenida in situ de forma distribuida -por ejemplo sobre la calidad del aire, el agua o el suelo- permite anticipar problemas en el entorno antes de que sus consecuencias sean visibles y responder de forma más temprana y eficaz.
Sin embargo, la tecnología de monitorización actual tiene limitaciones importantes a la hora de desplegar sensores en el entorno para captar información in situ: necesita una conexión a la red eléctrica, baterías que deben reemplazarse o fuentes de alimentación discontinua, como la energía solar. Para lograr este despliegue, necesitamos trascender la tecnología actual y desarrollar metodologías para transformar la nueva información obtenida en decisiones que mejoren el entorno monitorizado.
La tesis doctoral de una investigadora, en la génesis del proyecto
La joven investigadora de ITE, Laura García Carmona, partió de su tesis doctoral galardonada con el primer premio de la Real Sociedad Española de Química 2020 en Madrid para liderar a varios miembros de CSIC –incluyendo al Premio Nacional de Investigación 2020, el valenciano Xavier Querol-, KTH (Suecia), las universidades de Lübeck (Alemania) y Zagreb (Croacia), la empresa alemana Cybertronica y la empresa polaca CIM-MES. El resultado fue la preparación de un proyecto Horizonte 2020 evaluado con la máxima puntuación posible por la Comisión Europea.
El proyecto WatchPlant, como así se llama, desarrollará las primeras pruebas de concepto de un nuevo dispositivo para la monitorización ambiental in situ, alimentado con energía limpia extraída de la savia de organismos vegetales. Además, el equipo científico abordará la prueba de concepto para la potencial aplicación de este dispositivo en la predicción y monitorización del impacto de sus decisiones, tomando en cuenta las interacciones socioecológicas, las consecuencias del cambio climático, el impacto de la contaminación sobre la salud humana y una amplia gama de parámetros sobre la sostenibilidad ambiental.
Como resultado, los equipos de gestión ambiental de ciudades, campos y bosques podrán apoyarse en estos organismos biohíbridos inteligentes para obtener datos existentes a partir de una red de dispostivios inteligentes obteniendo nuevos datos vinculados a la fisiología de las propias plantas, empleando así las propias plantas como sensores del entorno en el que se encuentran. Utilizando los nuevos modelos de gestión ambiental, los gestores podrán tomar decisiones más eficaces. Las plantas serán equipadas con componentes e interfaz de inteligencia artificial para operar de modo inalámbrico, detectar una gran cantidad de parámetros nuevos y ya existentes, distribuidos a través de una red compleja y alimentados con electricidad proveniente de la savia de la propia planta.
La biopila vegetal abre nuevos campos de aplicación potencial más allá de la sensórica todavía por imaginar, si bien necesitará superar los desafíos científicos vinculados a todo desarrollo disruptivo en fase experimental.
Para resolverlos, el equipo científico europeo del WatchPlant combina disciplinas orientadas a un mismo resultado. El Instituto Tecnológico de la Energía se centrará en el desarrollo de bioelectrodos para aplicaciones de sensado y energy harvesting. CSIC-IDAEA (Catalunya) se ocupará de la monitorización de la calidad del aire en entornos urbanos, mientras CSIC-IRNAS (Andalucía) investigará la fisiología vegetal. KTH Royal Institute of Technology (Suecia) aportará la microfabricación, Cybertronica (Alemania) la electrónica y el desarrollo de sensores y CIM-MES (Polonia) el modelado de microfluidos. La Facultad de Ingeniería Eléctrica e Informática de la Universidad de Zagreb (Croacia) desarrollará las redes de comunicación, y la Universidad de Lübeck (Alemania) se encargará de incorporar la inteligencia artificial.
Watchplant es un proyecto financiado por el Programa H2020 FETPROACT Topic: Environmental Intelligence y ha sido evaluado con la máxima puntuación posible por la Comisión Europea.