Este prototipo compila algunos experimentos sobre como la energía es tranformada en diferentes niveles de la materia. También reflexiona sobre las interacciones energéticas entre sistemas naturales y artificiales (trabajando juntos). Alga_e es como un instrumento de laboratorio que representa una idea de como los objetos cotidianos en el futuro podrían operar a través de relaciones simbióticas (inter especies/sistemas) y como se puede producir electricidad a través de microrganismos.

La parte principal de alga_e es un bioreactor donde bacterías anaeróbicas crecen. En este caso las bacterias provienen de la biomasa de algas verdes (rica en energía). Las algas verdes han sido cultivadas a traves de un fotobioreactor DIY (algas verdes 2.0.1) por 2 o 3 semanas usando CO2 del ambiente y radiación solar como alimento.

La respiración anaeróbica en las bacterias produce algunas moléculas de hidrógeno (H+) fuera de la célula, las moléculas pueden ser transformadas en electricidad por medio de una celda de combustible (fuel cell). Esta fue extraída de un juguete (un carrito que se mueve usando hidrógeno como combustible), hackeado para adaptarlo como una celda de combustible microbiana (CCM) para generar energía eléctrica a partir de algas usando el H+ producido por éstas.

La electricidad está siendo acumulada en una pequeña batería química. Su propósito es alimentar de energía a un microcontrolador (attiny45) de bajo consumo (1.8 - 5.5v). Un estímulo humano enciende el microcontrolador y un "micro" algorítmo inicia. Entonces el attiny45 empieza a observar producción de electricidad de alga_e en tiempo real, y traduce estos datos en frecuencia (300hz) y en ritmo (tempo) usando como salida un piezoeléctrico para generar un sonido tenue y constante: una pulsación entre 1.5 segundos y 5 micro-segundos.
Las células procariotas en estado anaeróbico generan energía a través procesos metabólicos (como "la glucólisis" y "ciclos de kreps"), donde usan electrones y protones para obtener ATP, unir su fuente de energía vital. Algunos paso de este proceso liberan a la atmósfera (medio de cultivo) moléculas de hidrógeno las cuales transportan protones (H+).

La biomasa de las algas verdes tiene mucha energía (etanol, biodiesel, electricidad?, medicina, alimentos) y es muy atractivo para las “bioindustrias”. La biomasa es un buen alimento en el micromundo, la glucosa acciona el proceso ATP en muchas especies de bacterias.

CCM (celdas de combustible microbiano) es una tecnología en evolución, que básicamente usa bacterias para generar energía eléctrica. Una celda de combustible transforma hidrógeno en combustible: 2 moléculas de hidrógeno se unen a otra de oxígeno para generar una moléculas de agua (H2O) y electricidad. Las celdas de combustible se componen básicamente de 3 partes: ánodo (+) , cátodo (-) , membrana selectora de protones.

* En el ánodo viven las bacterias sin oxígeno, en un medio propicio para su crecimiento.

** La membrana selectora está en el medio del ánodo y el cátodo, dejando pasar sólo las moléculas con carga +, en este caso los H+ producidos por las bacterias en el ánodo pasan al cátodo.

*** El cátodo atrae los H+ al tratase de un metal en estado de oxidación, entonces dos moléculas de hidrógeno son atraidas por una de oxígeno: este encuentro produce H2O y una carga eléctrica entre el cátodo y el ánodo. La salida de la CCM es electricidad (en el orden de micro-voltios en este prototipo).

Un attiny45 es un microcontrolador de la familia AVR, de 8 pines, con 8 kbytes de memoria flash 1byte de procesamiento a una velocidad de 1mhz. Es un microcomputador que no consume mucha energía. La programación está hecha en arduino, usando un “Arduino UNO” como ISP (quemador)

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This prototype compiles some experiments about how energy is transforming in different levels of matter and how we could use it as technology. It is focused on interactions of energy (electricity) between organic and artificial systems (working together). Alga_e expects to seem how everyday things would be operated using symbiotic relationships (inter-species/systems).

The principal part of alga_e is a bioreactor where anaerobic bacteria are growing. In this case bacteria are literally eating green algae biomass (rich in energy). Green Algae had cultivated into a photo-bioreactor (see. algas verdes) during two months using CO2 and solar radiation as feed.

Anaerobic respiration in anaerobic bacteria whose metabolism process could produce a few of molecules of hydrogen (H+) which immediately could turn into electricity using a little “hydrogen fuel cell”. It was removed from a toy (a little car which moves itself using hydrogen as combustible) and hacked to using as a "microbial fuel cell" (MFC).

Electricity has been storing in a tiny battery. And the electricity is using by a low power (1.8v - 5.5v) microcontroller (attiny45). A human "stimulus" switches on the microcontroller and a "tiny" algorithm (arduino program) is started. Inmediatelly the attiny45 starts testing the electricity production in real time and translates that data in a frequency (45hz) and rhythm (tempo) using a piezofilm as output for generating a faint sound: a pulsum.
Procaryote cells in anaerobic state generate energy through some metabolic process (as, glycolysis and cycle of kreps). Where It uses electrons and protons to produce molecules of "ATP", these are its own vital energy. Any steps of this process liberates to atmosphere (growth medium) molecules of hydrogen which are transported protons (H+).

Green algae biomass has a lot of energy (ethanol, biodiesel, electricity?, medicine, food) very attractive for (bio)industries. Biomass glucose is so rich food in the micro-world, the glucose switches ATP process on in any species of bacteria.

MFC (microbial fuel cell) is a developing technology. It basically uses anaerobic bacteria to generate electricity: two molecules of hydrogen and one of oxygen are forming a molecule of water (H20) and electricity. It has 3 elementary parts: anode (+) , cathode (-) , proton exchange membrane (PEM).

* Around the anode anaerobic bacteria is living with glucoses (green algae biomass) and others nutrients to stimulate its growing.

** The PEM is in the middle of anode and cathode, this only permits to go through molecules with protons, in this case H+ producing by bacteria in the anode.

*** The cathode is attracting the H+ molecules because it is a metal exposing to oxidation, then hydrogen is excited by oxygen: this meeting produces H2O and a electrical charge between cathode to anode. MFC output is electricity (micro-volts in this prototype).

An attiny 45 is a microcontroller from AVR family, It is a 8kbytes of flash memory with a byte of processing using a clock of 1mhz. So this is a microcomputer with a very low energetic performance. It was programmed using arduino software an “Arduino UNO” as AVRISP (burner).
resumen / abstract
descripción técnica / technical description