En la actualidad se estima que hay cerca de 6 mil millones de personas en nuestro planeta, y se espera que se supere los 9 mil millones para el 2050. A medida que la población aumenta, también sus necesidades de bienestar lo hacen. Los combustibles fósiles (petróleo, gas natural y carbón) constituyen la principal fuente de energía a nivel mundial, y han sostenido el crecimiento económico e industrial de muchos países. Sin embargo, el uso excesivo de estos combustibles, ha provocado serios problemas de contaminación ambiental, debido a la enorme cantidad de CO2 que se emite a la atmósfera causada por su combustión. Este gas tiene un importante efecto conocido como invernadero, el cual está provocando el calentamiento global en todo el planeta, con severos efectos en el cambio climático. La sociedad moderna enfrenta el desafío de buscar nuevas alternativas que suplan las necesidades energéticas, y al mismo tiempo sean amigables con el ambiente.
Muchas investigaciones a nivel mundial, se han dedicado a desarrollar métodos alternativos para la producción de electricidad. Uno de los enfoques más nuevos y atractivos consiste en aprovechar la energía almacenada en materia orgánica, con la finalidad de producir energía limpia.
Las aguas residuales provenientes de casas y comercios, contienen una gran cantidad de materia orgánica, lo cual constituye una oportunidad de utilizar estos residuos, que actualmente representan un problema ambiental.
Lo anterior puede llevarse a cabo utilizando las celdas de combustible microbianas, que son una novedosa tecnología para la producción de bioelectricidad a partir de la degradación de compuestos orgánicos por microorganismos. En otras palabras, estos sistemas son baterías biológicas, que aprovechan el metabolismo microbiano en la descomposición de materia orgánica biodegradable, con el propósito de generar electricidad.
Las aguas residuales domésticas tienen un alto contenido de materia orgánica y son candidatas ideales para emplearse en estos dispositivos, obteniendo una doble ventaja; la producción de bioelectricidad, mientras se reciclan residuos para proteger el ambiente, lo cual constituye una de las aplicaciones prácticas de esta tecnología, y una alternativa para el tratamiento de aguas residuales, problemática de alta prioridad en nuestra sociedad.

Oportunidades de aplicación

Esta tecnología se encuentra en un proceso de investigación y desarrollo alrededor del mundo. Por ello, se averigua la forma de minimizar los costos de su construcción y operación, lo cual representa importantes limitaciones para su aplicación a gran escala. Sin embargo, algunos grupos de investigación han encontrado importantes oportunidades de uso para estas bacterías biológicas. El principal enfoque se refiere a la producción de energía. Las celdas de combustible microbianas podrían utilizarse para impulsar dispositivos que requieran baja potencia, como teléfonos celulares y computadoras portátiles, incluso algunos grupos están desarrollando robots que funcionen con desperdicios orgánicos. Otros estudios, buscan emplear estas celdas de combustible para el funcionamiento de sensores en ambientes marinos, lo cuales se utilizan para monitorear temperatura, salinidad, patrones de marea, presencia de diferentes formas de vida, patrones de migración de peces, contaminación orgánica y de compuestos metálicos de procesos industriales Fig 1.

Figura 1. Diferentes grupos investigan oportunidades de aplicación de las celdas microbianas. A. Celda para uso en ambientes marinos, B. Robot Ecobot II.

También se ha considerado su uso como complemento en sistemas de tratamiento de aguas residuales, como es el caso de la digestión en la ausencia de oxígeno, en el que podría utilizarse para tratar bajas concentraciones de materia orgánica, permitiendo la remoción de estos contaminantes.
Como se puede apreciar hay un campo de aplicación muy amplio para esta tecnología, la cual también es un tema de investigación desarrollado en la Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc, de la Universidad Autónoma del Estado de Morelos, que sin duda, enfrenta grandes desafíos.


 

ºDra. María del Carmen Fuentes Albarrán / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
ºDr. Fidel Benjamín Alarcón Hernández / Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Escuela de Estudios Superiores de Xalostoc de la Universidad Autónoma del Estado de
Morelos.