Antes, las aguas residuales se veían como un problema o un desperdicio, pero ahora se les comienza a ver como materia prima, de modo que tratarlas dejará de costar y de ellas se podrá obtener desde electricidad hasta plásticos
Por ello, el investigador y su equipo utilizan un sistema que consiste en un recipiente con agua residual y dos celdas de combustible con electrodos (un ánodo y un cátodo) que recopilan los electrones que se originan cuando las bacterias geobacter descomponen la materia orgánica del agua.
Explicó que los electrodos son de grafito y carbón y gracias a que “las bacterias se pegan al ánodo con unas excrecencias que son proteínas, permiten que los electrones viajen a éste”, mientras que los protones se transfieren al cátodo, lo cual cierra el circuito que permite cosechar los electrones que generan la electricidad.
Buitrón Méndez dijo que el sistema funciona de una forma similar al de una batería convencional, pero que en lugar de tener dos electrodos de diferente metal en el que uno pasa electrodos al otro, en este sistema, las geobacter rompen la materia orgánica y la oxidan generando la electricidad.
El investigador, quien lleva siete años trabajando en este proyecto, dijo que aunque el sistema genera electricidad, la cantidad es poca, por lo que se requiere que este sistema se integre a otro en el que se empleen celdas electroquímicas bacterianas que generen hidrógeno al agregarle cierto voltaje.
En el caso de las celdas electroquímicas, dos protones se juntan y forman hidrógeno, el cual es un biocombustible que generará más electricidad, precisó. Además este sistema puede producir otros biocombustibles como etanol y ácido butanol.
Los sistemas bioelectroquímicos ya existen en la naturaleza, indicó el científico, quien agregó que lo que se hace en el laboratorio es reproducirlos con mayor eficiencia y aunque aún no existe una planta que lo implemente, la idea es que así funcionen en un futuro las de aguas residuales.
Buitrón Méndez añadió que estas plantas seguirán teniendo como prioridad limpiar de contaminantes el agua, pero aprovecharán más los residuos de ácidos grasos que es el alimento del sistema de producción de bioelectricidad y de polímeros, con lo cual en vez de costear limpiar el agua aprovecharán lo que genera la descomposición de la contaminación.
La investigación que lleva a cabo comprobó que las aguas que mejor son descompuestas son las residuales de los municipios, pues el detergente que tienen no afecta para que las bacterias desintegran la materia orgánica, lo mismo sucede con las aguas de la industria tequilera, de dulces y chocolates, en cambio, con las que tienen químicos no se obtiene el mismo resultado.
Mencionó que el proyecto logró desarrollar un protocolo para colonizar las bacterias, además estudia cómo afecta la geometría del reactor y qué tanto afecta la separación de los electrodos.
El científico dijo que el proyecto se escalará a un prototipo, lo que podría ser en uno o dos años, una vez que se tengan los modelos matemáticos que simulen lo que ocurre en el proceso para obtener un algoritmo de control que establezca las condiciones para que el voltaje sea constante, pues en la actualidad éste varía en la función de la calidad y cantidad del sustrato del agua residual.
De acuerdo con las “Estadísticas del agua en México” edición 2014, publicado por la Comisión Nacional del Agua (Conagua), en 2013, las dos mil 287 plantas en operación en el país trataron 105.9 metros cúbicos por segundo, es decir, el 50.2 por ciento de los 211.1 metros cúbicos por segundo recolectados en los sistemas de alcantarillado.
Y los principales procesos de tratamiento de aguas residuales municipales fueron por lodos activados, con el 57.32 por ciento; lagunas de estabilización con el 13.43 por ciento; primario avanzado con el 4.21 por ciento; lagunas aireadas con el 6.93 por ciento; filtros biológicos con el 5.16 por ciento, dual con el 5.43 por ciento y otros, representaron el 7.52 por ciento.
Fuente: Plaza de Armas