Bacterias que sintetizan hidrógeno

 
Las necesidades energéticas mundiales crecen exponencialmente, aumenta el dióxido de carbono atmosférico producido por la combustión de hidrocarburos, cambia el clima, se acumulan partículas y moléculas en la atmósfera que deterioran la salud humana y perjudican los ecosistemas; tales fenómenos nos obligan a explotar nuevas fuentes energéticas. El hidrógeno es una de ellas: se trata de un combustible limpio (el agua es el único producto resultante), que posee un rendimiento energético (energía producida por cada unidad de masa) dos coma setenta y cinco veces superior al de los hidrocarburos; y ya se usa en la industria, por lo que su demanda como fuente de energía no es exclusiva. Para suplir las necesidades mundiales es necesario producir hidrógeno de una manera sostenible y económicamente rentable porque su obtención convencional -extracción del metano o hidrocarburos e hidrólisis electroquímica- gasta mucha energía y es cara. 
Es factible extraer el hidrógeno de los compuestos orgánicos, como hacen las bacterias, con o sin ayuda de la luz. Los científicos conocen varias fuentes biológicas productoras del gas hidrógeno: unas algas verdes (Chlamydomonas reinhardtii) descomponen el agua en gas hidrógeno y oxígeno empleando la luz del Sol; las cianobacterias usan la luz solar para producir hidrógeno cuando fijan el nitrógeno del aire; bacterias púrpuras no sulfurosas (Rhodobacter) usan radiación solar y compuestos orgánicos contenidos en materiales de desecho, para producir hidrógeno; bacterias (de la familia Rhodospirillaceae), en la oscuridad, convierten monóxido de carbono en dióxido de carbono y gas hidrógeno; bacterias anaerobias de los géneros Enterobacter, Bacillus y Clostridium usan carbohidratos para producir hidrógeno gaseoso en la oscuridad. Señalemos las humildes operarias de la biosíntesis: dos enzimas presentes en las células; la hidrogenasa cataliza la conversión de iones hidrógeno en hidrógeno gaseoso; y la nitrogenasa cataliza la reducción del nitrógeno atmosférico a amoníaco e hidrógeno gas. Entre los distintos sistemas biológicos de producción del biohidrógeno deben escogerse aquellos que ofrezcan ventajas tales como operar con varios microorganismos y sustratos, realizarse en procesos continuos que permitan controlar las condiciones de la operación para optimizar la producción o integrar la fermentación oscura con la fotofermentación. Y una última consideración, después de la obtención del gas, debemos tener presente que no ha acabado el proceso pues se necesita separar y purificar el biohidrógeno recién formado. En resumen, la obtención de una fuente de energía limpia y el uso de materiales de desecho hacen del hidrógeno una alternativa a las demandas energéticas mundiales.

Estrellas gigantes

Más del noventa por ciento de las estrellas que pueblan la Vía Láctea llevan una vida apacible, consumiendo hidrógeno, su fuente de luminosidad. No es el caso de Arturo en la constelación del Boyero, ni de Capella en la constelación del Auriga, ni de Aldebarán en Tauro, estrellas gigantes, veinticinco, doce y cuarenta y cuatro veces más grandes que el Sol y relativamente cercanas, pues la luz que emiten tarda menos de una vida humana -treinta y seis años, cuarenta y dos y sesenta y cinco, respectivamente-, en llegar a la Tierra. ¿Por qué señalo estas tres estrellas,  que cualquiera puede observar en el cielo nocturno, entre la población estelar? Porque las califico de anormales. Hago un inciso para declarar que, casi sin querer, estoy indagando en el futuro del Sol, que incluye nuestro destino y el porvenir de la Tierra. ¿Qué le sucede a una estrella de masa intermedia -como el Sol-, cuando agota su reserva de combustible? Durante diez mil millones de años, aproximadamente, después de su nacimiento, no ha pasado casi nada: se ha fusionado el hidrógeno interior para dar helio y éste se va acumulando en el centro de la estrella. Después de ese larguísimo tiempo, tanto la luminosidad como el tamaño del Sol, muy lentamente, se han duplicado. Agotado el hidrógeno, la estrella fusiona el helio; en consecuencia, el núcleo se contrae y la envoltura se expande y enfría, el tamaño del Sol se multiplica por cien y su luminosidad por dos mil: el Sol se ha convertido en una gigante; gigante roja que ocupa más de la mitad del cielo, evapora los océanos y funde el plomo que pudiera haber en la superficie de nuestro planeta. La evolución posterior la convertirá en una nebulosa planetaria -el nombre nada tiene que ver con los planetas- en cuyo centro brillará una enana blanca que se irá enfriando lentamente.
No todas las estrellas evolucionan como el Sol; en las estrellas más masivas -cuya masa estelar supera las diez masas solares- otros fenómenos exóticos -entre los que se incluye una probable explosión supernova- ocurrirán en el futuro. Tampoco tiene el mismo comportamiento una estrella menos masiva que el Sol; si su masa no alcanza la mitad de nuestro astro rey la estrella nunca se convertirá en gigante; agotado todo el hidrógeno combustible acabará convertida en una enana blanca compuesta de helio.