Aguas residuales, el petróleo de mañana
Las plantas de
tratamiento serán biorrefinerías en el futuro, pues el agua residual es el
equivalente al petróleo, al ser capaz de producir electricidad y subproductos
de muy alto valor agregado.
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.
Los investigadores y
el equipo tenemos pensado utilizar 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.
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.
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.
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. Además este sistema
puede producir otros biocombustibles como etanol y ácido butanol.
Los
sistemas bioelectroquímicos ya existen en la naturaleza. 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.
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 llevamos 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 desintegren la materia
orgánica.
Además estudia cómo afecta la geometría
del reactor y qué tanto afecta la separación de los electrodos.
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.
-Principales procesos de tratamiento de aguas residuales
municipales:
1.-Por lodos activados, con el 57.32 por ciento
2.-Lagunas de estabilización con el 13.43 por ciento
3.-Primario avanzado con el 4.21 por ciento
4.-Lagunas aireadas con el 6.93 por ciento
5.-Filtros biológicos con el 5.16 por ciento
6.-Dual con el 5.43 por ciento
7.-Otros, representaron el 7.52 por ciento.
