Uma equipa de investigadores liderada pela Universidade Northwestern, nos Estados Unidos da América (EUA), desenvolveu uma célula de combustível que utiliza microrganismos presentes no solo para gerar eletricidade, com potencial aplicação na alimentação de sensores usados na agricultura de precisão.
O dispositivo, de pequenas dimensões, produz energia ao capturar os eletrões libertados pelos microrganismos durante a decomposição da matéria orgânica.
 
Segundo os cientistas, esta abordagem permite gerar quantidades reduzidas de eletricidade, suficientes para alimentar sensores subterrâneos sem recurso a baterias convencionais.
A tecnologia foi testada na monitorização de parâmetros como a humidade do solo e a deteção de toque, podendo também ser aplicada no acompanhamento de movimentos de fauna em áreas agrícolas. O sistema inclui ainda uma antena que transmite dados utilizando sinais de radiofrequência existentes.
 
Segundo os investigadores, o dispositivo demonstrou funcionamento consistente em diferentes condições, incluindo solos secos e ambientes alagados, apresentando uma duração cerca de 120% superior à de sistemas semelhantes.
A agricultura de precisão depende de redes alargadas de sensores para monitorizar variáveis como humidade, nutrientes e contaminantes, apoiando a tomada de decisão e a gestão da produção. No entanto, o fornecimento de energia a estes dispositivos continua a ser um desafio, devido à necessidade de substituição de baterias ou às limitações dos sistemas solares.
“Se imaginarmos um futuro com biliões destes dispositivos, não podemos construir cada um deles com lítio, metais pesados e toxinas perigosas para o ambiente, por isso, precisamos de encontrar alternativas que forneçam pequenas quantidades de energia”, afirmou Bill Yen, líder do projeto. O investigador acrescenta que, enquanto houver carbono orgânico no solo, “a célula de combustível pode potencialmente durar para sempre”.
As células de combustível microbianas funcionam de forma semelhante a baterias, mas utilizam bactérias para libertar eletrões que geram corrente elétrica. “Esses microrganismos já vivem no solo um pouco por todo o lado e, por isso, podemos usar sistemas de engenharia simples para capturar a eletricidade que produzem”, referiu George Wells, um dos autores do estudo, sublinhando que a tecnologia se destina a aplicações de baixo consumo.
 
Para ultrapassar limitações associadas a versões anteriores, a equipa desenvolveu um novo design que posiciona os componentes em orientação perpendicular, permitindo manter simultaneamente condições de humidade e acesso ao oxigénio. Esta configuração melhora o desempenho em ambientes secos e aumenta a resistência a inundações.
O protótipo final foi testado em condições reais, tendo gerado, em média, 68 vezes mais energia do que a necessária para o funcionamento dos sensores. O trabalho continua em desenvolvimento, com foco na melhoria da eficiência e na utilização de materiais biodegradáveis.
