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.