Por: Redacción/

Con un proyecto de investigación dirigido a utilizar aguas residuales como generadoras de energía eléctrica, las alumnas Damarys San Juan Pablo y Jessica Medina Torres, del 11º trimestre de las licenciaturas en Ingeniería en Recursos Hídricos y en Biología Ambiental, respectivamente de la Unidad Lerma de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), obtuvieron el segundo lugar en la Feria de Ciencias e Ingenierías del Estado de México 2017, en la categoría de Manejo y Análisis Ambiental.

Las estudiantes y sus asesores los doctores Saraí Velázquez Peña y Humberto García Arellano, investigadores de los Departamentos de Recursos de la Tierra y Ciencias Ambientales, en ese orden, con el apoyo técnico del maestro Luis Mario Hernández Soto, del Laboratorio de Biología Ambiental, participaron en el certamen convocado por el Consejo Mexiquense de Ciencia y Tecnología y obtuvieron también un premio especial otorgado por la empresa US Technologies.

El trabajo propone el empleo de aguas residuales como productoras de energía a partir de un proceso acoplado que consiste en la construcción de bioceldas que utilizan estos líquidos como combustible para extraer electrones de compuestos orgánicos que se encuentran en ellas.

En entrevista explicaron que el proceso utiliza enzimas denominadas lacasas que básicamente oxidan algunos tipos de sustratos orgánicos presentes en estas aguas como contaminantes. “Nuestra intención es que esas moléculas retiren los electrones y los transfieran para generar energía eléctrica” que puede ser almacenada en una pila.

Las celdas de combustible enzimáticas son consideradas una tecnología de reciente incorporación que se basa en procesos bio-electroquímicos para el tratamiento de aguas residuales.

La investigación –proyecto terminal de Medina Torres– se enfoca en la inmovilización de enzimas lacasa sobre dos diferentes materiales de soporte: grafito y fieltro de carbono, dado que estas enzimas tiene una capacidad selectiva de oxidar fenoles y aminas aromáticas, entre otros compuestos biorefractarios que provocan efectos nocivos al medio ambiente y a la salud pública.

En una segunda etapa del estudio se pretende emplear este soporte como ánodo en una celda de combustible, generando una opción para el tratamiento de fluidos residuales contaminados por fenol y, a su vez, la producción de energía limpia.

Las alumnas de la Unidad Lerma expusieron que generalmente los métodos destinados al saneamiento son procesos que se encargan de la remoción de contaminantes concentrados en los efluentes, los cuales provocan impactos adversos en la biota y en la salud humana.

Cada una de las técnicas empleadas en un tren de tratamiento se caracterizan por las ventajas operacionales y de factibilidad económica, de acuerdo con el tipo de procedimiento utilizado que consiste tanto en la incorporación de microorganismos, como en el uso de productos químicos, sin embargo también presentan desventajas como el tiempo de operación y un alto consumo de energía y uso de infraestructura compleja.

Para contrarrestar estas características operacionales, abundaron, en los últimos años ha surgido la incorporación de las celdas de combustible –dispositivos que permiten la conversión de energía química en eléctrica– y que viabilizan el saneamiento del agua con el valor agregado de producir energía limpia.

Esto es resultado de la transferencia de electrones durante el tratamiento del vital líquido, en forma tal que el desarrollo y la utilización de esos componentes pueden considerarse una opción. Otra posible aplicación de estos mecanismos consiste en la incorporación de transductores bio-electroquímicos (biocelda), con lo que a partir de energía biológica es posible producir fluido eléctrico.

El doctor García Arellano dijo que el proyecto se encuentra a la mitad del camino y lo que las alumnas presentaron fue un avance respecto de la caracterización de los materiales para la construcción de bioceldas y la inmovilización de la enzima dentro de esos materiales. “Estamos tratando de usar elementos que sean simples, no tan elaborados para que nos permitan realizarlo de manera eficiente”.

Esta investigación resulta interesante por su impacto en beneficio del medio ambiente, “pero falta mucho”. Si bien hay mucha información reportada en la literatura sobre esos dispositivos, uno de los retos principales es la optimización del proyecto.