Energía limpia con microbios

El agua sucia contiene materia orgánica y bacterias, las cuales inician el proceso de tratamiento cuando degradas esa materia orgánica. Conacyt dio a conocer que el registro de tratamiento de aguas residuales en operación en 2014 fue de 2 mil 337 instalaciones con capacidad de 151 mil 883.43 litos por segundo y un caudal tratado de más de 11 mil litros.

A partir de estos datos, Sathish-Kumar Kamaraj, profesor investigador del Departamento de Ingeniera en Energía de la Universidad Politécnica de Aguascalientes (UPA), decidió crear un proyecto de generación de energía sustentable denominado: Celda de combustible microbiana con electrodo de grafito y madera con núcleo de membrana para aplicación de tratamiento de aguas residuales. 

Con esta iniciativa se pueden lograr dos cosas: limpiar los residuos orgánicos de las aguas residuales y, al mismo tiempo, generar electricidad a través de un electrodo sumergido en el agua residual que actúa como ánodo. 

De acuerdo con el especialista, las bacterias forma un biofilm en los electrodos superficiales que ayuda a limpiar el material orgánico, reduce su carga y, con la ayuda de un biocatalizador, se genera energía eléctrica. 

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Foto: Conacyt

Además, indico que todo el material orgánico contenido en las celdas de combustible microbianas aumenta el voltaje directamente en relación con el crecimiento de la biopelícula y la carga de los materiales orgánicos; después de un cierto periodo la disminución de la tensión indica la reducción de los materiales orgánicos en el agua.

Una vez completada la operación, se inicia de nuevo el agua residual para alimentar las celdas de combustible microbianas, y aumenta el voltaje hasta que el crecimiento del biofilm sea viable en la superficie del electrodo anódico.

En el futuro, esta tecnología podría ser adaptada a una planta de tratamiento de aguas residuales, para tener la posibilidad de generar su propia energía y reducir el porcentaje (que es de 4 % a 5 %) de la electricidad utilizada en la actualidad.

Además, al reducir la carga de materia orgánica, podría, con el uso de un tratamiento distinto, utilizarse para el riego de plantas. 

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Foto: Conacyt

Otra de las innovaciones de este proyecto es la madera como membrana con núcleo de grafito utilizada como un electrodo; aunque se han comezando a hacer pruebas con tubería de arcilla. Por otro lado, como catalizador se utilizan baterías de desecho -sin el carbono adherido en su interior-, y se colocan en la malla de acero inoxidable de la superficie de la madera. El uso de estos materiales alternativos que, en comparación con los de otros procesos, es mucho más barato.

Por ahora, la célula de combustible microbiana con electrodo de núcleo de grafito integrado de madera para la aplicación de tratamiento de aguas residuales está en proceso de registro de la patente en el Instituto Mexicano de la Propiedad Industrial (IMPI).

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