La investigación, coordinada por la Dra. Bibiana Cercado Quezada, tiene por objetivo construir este tipo de dispositivos para remover los contaminantes en aguas residuales, y durante el mismo proceso generar energía, ya sea electricidad que puede fungir como suministro básico en localidades rurales, biogás para uso en procesos industriales y/o biohidrógeno para substituir el uso de combustibles fósiles.

Dada la diversidad de líneas de investigación que se originan con las celdas microbianas, además de la importancia social, ecológica y económica de las fuentes alternativas de energía, el IPICYT cuenta con una serie de becas de licenciatura y posgrado que ofrece para la formación de recursos humanos que coadyuven en esta investigación.

Dentro del desarrollo, la Dra. Cercado observó que las aguas residuales de la industria alimentaria favorecen la producción de electricidad, ya que contienen una gran cantidad de materia orgánica nutritiva para los microrganismos, en contraposición a sus similares de otros sectores productivos.

En específico, los residuos de la industria láctea y los lixiviados de composta han mostrado mayor actividad para la generación de energía. De esta forma “se identificó que en la leche hay microbios electro-activos y la materia orgánica que consumen para producir electricidad”, dijo la investigadora.

De forma general, una celda de combustible microbiana es un dispositivo formado comúnmente por dos cámaras (anódica y catódica) separadas por una membrana selectiva que permite sólo el paso de protones. En ese sentido, la investigadora del IPICYT explicó que los microrganismos oxidan la materia orgánica del agua residual que alimenta a la celda, transfieren los electrones desde el ánodo hacia el cátodo generando así la corriente eléctrica o bioelectricidad.

“El circuito se cierra al pasar los protones desde la cámara anódica hacia la cámara catódica, en donde se unen con el oxígeno sobre el cátodo para formar sólo agua, por ello se considera una tecnología limpia”, refirió la Dra. Cercado.

Por otra parte, el grupo de investigadores del IPICYT en la línea de sistemas bioelectroquímicos, desarrollan celdas de electrólisis microbianas para producción de biohidrógeno. Este sistema comparte ciertas características con las celdas de combustible: dos cámaras, un bio-ánodo y un cátodo separados por una membrana selectiva. Las principales diferencias son que en la celda de combustible la cámara catódica debe estar “aireada o saturada en oxígeno para formar agua con los protones, en tanto que en la celda de electrólisis esta cámara debe mantenerse desoxigenada para permitir que los protones se unan entre ellos formando gas hidrógeno”, explicó la doctora.

Al ser una tecnología multidisciplinaria, requiere el esfuerzo de diversos especialistas, en electroquímica, microbiología e ingeniería. Actualmente el principal reto es aumentar la cantidad de energía producida mediante la mejor selección de microbios, materiales de electrodos, y el diseño de la celda que permita generar una mayor cantidad de potencia, sin olvidar los objetivos originales, que son aplicar este desarrollo tecnológico en el tratamiento de aguas residuales además de suministrar energía en zonas carentes de electricidad y reducir el consumo de combustibles fósiles tanto en procesos industriales como en el sector transporte. (Agencia ID)