La orina humana suele verse como un desecho incómodo, algo que hay que evacuar rápido y lejos. Un equipo de la Universidad McGill propone mirarla con otros ojos: como una materia prima constante, disponible en cualquier lugar donde haya personas, y con carga orgánica suficiente para convertirse en “combustible” biológico. Su trabajo se centra en una tecnología llamada celdas de combustible microbianas o microbial fuel cells (MFCs), capaces de transformar residuos orgánicos en electricidad mientras ayudan en el tratamiento de aguas residuales.
La propuesta encaja en una lógica de economía circular: si lo que expulsamos a diario puede aportar energía y, al mismo tiempo, reducir contaminación, el ciclo se cierra un poco más. En el estudio, publicado en Results in Chemistry, los investigadores analizan un detalle que parecía pequeño pero resulta decisivo: qué proporción de orina conviene mezclar con agua residual para obtener el mejor rendimiento electroquímico y biológico.
Qué es una MFC y por qué se parece a una “cocina” bacteriana
Una MFC funciona como una cocina diminuta donde el chef no es humano: son bacterias. A esas bacterias se les “sirve” un sustrato con materia orgánica, como si fuera una despensa. Al metabolizarlo, liberan electrones. La celda está diseñada para que esos electrones no se pierdan, sino que viajen por un circuito externo y generen corriente eléctrica. Dicho de forma cotidiana, es como si la actividad normal de los microbios —comer y transformar— se aprovechara para encender una pequeña luz.
El sistema que describe McGill utiliza un diseño de doble cámara. Sin entrar en exceso en la ingeniería, la clave es que el entorno y los materiales de la celda dirigen el tránsito de electrones y favorecen que la electricidad producida sea medible. La gracia de esta tecnología es doble: produce energía y reduce contaminantes al mismo tiempo, algo muy atractivo para escenarios donde depurar agua es urgente y la electricidad escasea.
El estudio de McGill: ajustar la “receta” de la mezcla
El trabajo —firmado por Soubhagya Nayak y colaboradores— parte de una pregunta concreta: si sabemos que las MFC pueden tratar aguas y generar electricidad, ¿qué ocurre cuando la “comida” de los microbios incluye distintas cantidades de orina? Según explica el profesor Vijaya Raghavan, coautor del estudio, todavía no estaba bien descrito cómo cambian la respuesta electroquímica, la eliminación de contaminantes y el comportamiento de la comunidad microbiana cuando se modifica la concentración de orina.
Para responder, construyeron cuatro MFC de doble cámara y las alimentaron durante dos semanas con mezclas de aguas residuales sintéticas y orina en tres proporciones: 20%, 50% y 75%. Durante ese periodo registraron producción eléctrica, indicadores de depuración y datos electroquímicos, con la idea de comparar no solo “cuánta energía sale”, sino también “cómo cambia el ecosistema microbiano” y qué implica eso para la estabilidad del sistema.
Más orina, más rendimiento: por qué el 50–75% destaca
Los resultados apuntan a una tendencia clara: concentraciones más altas de orina, especialmente entre 50% y 75%, se asociaron con mejor generación de electricidad. La explicación es intuitiva cuando se piensa en la orina como un caldo con “vitaminas” para microbios: contiene iones y compuestos orgánicos que pueden acelerar la actividad microbiana. Raghavan lo resume señalando que esos componentes favorecen el crecimiento de los microorganismos y mejoran tanto la producción de potencia como la degradación de contaminantes.
Esto no significa que “cuanta más orina, mejor” sea una regla universal para cualquier sistema o condición, pero sí aporta una pista práctica para el diseño: la concentración del sustrato no es un ajuste cosmético, es el mando del volumen. En una MFC, cambiar el porcentaje de orina altera el ritmo del metabolismo microbiano y, con ello, la cantidad de electrones disponibles para circular por el circuito externo.
Los protagonistas invisibles: Sediminibacterium y Comamonas
Una parte especialmente interesante del estudio es la mirada a quién está haciendo el trabajo, porque en estas celdas no basta con saber que “hay bacterias”: importa cuáles dominan. El equipo observó que, aunque había una mezcla de microorganismos, dos grupos sobresalían: Sediminibacterium y Comamonas. Cuando la mezcla contenía alrededor del 50% de orina, Sediminibacterium tendía a ser más abundante. Cuando la proporción subía al 75%, Comamonas ganaba protagonismo.
Este cambio de “elenco” puede ayudar a explicar diferencias en el rendimiento. En una MFC, algunas bacterias son más eficientes transfiriendo electrones o colaborando en cadenas metabólicas que degradan compuestos orgánicos. Imagínalo como un equipo de relevos: si cambias a los corredores, cambia el tiempo final. Que la concentración de orina moldee qué especies prosperan sugiere que la optimización no solo es química o eléctrica, también es ecológica. El sistema se parece menos a una máquina rígida y más a un jardín microbiano que responde a lo que se le da de comer.
Electricidad y depuración, con un extra: biosensores baratos
El trabajo no se queda en “producir energía”. Hay un uso secundario con mucho potencial: las MFC pueden funcionar como biosensores. Su señal eléctrica cambia cuando cambia la carga orgánica o el nivel de contaminación del agua, lo que abre la puerta a monitorizar calidad de aguas sin instrumental complejo. En lugares donde un laboratorio queda lejos o es demasiado caro, tener un dispositivo que “hable” a través de su propio voltaje puede ser valioso.
Aquí conviene mantener una perspectiva realista: un biosensor basado en MFC no sustituye necesariamente métodos de análisis detallados, pero puede servir como alarma temprana o herramienta de seguimiento. En el día a día, sería como tener un termómetro sencillo en casa: no te da un diagnóstico completo, pero te avisa de que algo se sale de lo normal y necesitas actuar.
Dónde encaja mejor: saneamiento rural, emergencias y comunidades sin red
Raghavan apunta a escenarios concretos donde el enfoque podría ser especialmente útil: saneamiento rural, campamentos de ayuda en desastres y comunidades off-grid. Son lugares donde la infraestructura de depuración puede ser limitada, el suministro eléctrico es inestable y cualquier solución que reduzca costos operativos tiene ventaja.
La orina es una materia prima que no requiere cadenas de suministro sofisticadas, y eso es importante cuando el acceso es difícil. Si una unidad de tratamiento puede convertir un flujo de residuos en algo de electricidad, aunque sea modesta, ese aporte puede alimentar sensores, iluminación básica o pequeñas cargas, mientras se mejora la calidad del agua. La combinación de utilidad inmediata y bajo coste de “combustible” es lo que hace que estas tecnologías llamen la atención fuera del laboratorio.
Lo que falta por resolver: del experimento controlado al mundo real
El estudio de McGill, publicado en Results in Chemistry (DOI: 10.1016/j.rechem.2025.102887), es un paso sólido en la optimización de la “receta” de alimentación, pero la distancia entre un ensayo de dos semanas y una implementación sostenida es grande. En condiciones reales, la composición de la orina y de las aguas residuales varía por dieta, hidratación, medicamentos y hábitos. Mantener rendimiento estable implica diseñar sistemas tolerantes a esa variabilidad.
También entra en juego el escalado: una celda en laboratorio no enfrenta los mismos retos de mantenimiento, ensuciamiento, logística y aceptación social que un sistema comunitario. Aquí la comunicación importa: hablar de orina en tecnología genera rechazo en algunas personas, aunque el proceso sea seguro y controlado. Convertir ese “factor asco” en comprensión práctica será parte del trabajo, igual que lo fue en su día normalizar el compostaje doméstico o la reutilización de aguas grises.