Generación de energía eléctrica a partir del tratamiento de aguas servidas mediante la integración de celdas de combustible microbianas en humedales construidos

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Actualmente el objetivo de los tratamientos de aguas servidas es cumplir con las exigencias de las normas de descarga de efluentes, principalmente mediante la disminución del contenido de contaminantes orgánicos y nutrientes. Sin embargo, debido al nuevo escenario de cambio climático, al crecimiento de la población y agotamiento de los combustibles fósiles, el enfoque demanda una nueva visión donde el uso y la recuperación de los recursos hídricos sean sostenible. La tendencia mundial reciente persigue nuevos tratamientos que logren, junto a la eliminación de contaminantes, la recuperación de los recursos del agua servida como nutrientes, agua, energía y/o componentes valiosos. En la búsqueda de nuevas tecnologías sostenibles para la producción de energía, las celdas de combustible microbianas (CCMs) surgen como una opción prometedora y novedosa ya que permiten la obtención de energía eléctrica a partir del tratamiento de aguas servidas. Una CCM se define como un sistema bioelectroquímico que convierte la energía química contenida en los enlaces químicos de sustancias orgánicas a energía eléctrica, mediante reacciones químicas catalizadas por microorganismos electroquímicamente activos (MEAs) que liberan sus electrones en el ánodo.

En condiciones anaeróbicas los microorganismos oxidan la materia orgánica del agua servida hasta convertirla en CO₂, H₂O y electrones. Los MEAs como las del género Geobacter y Shewanella tienen la capacidad de transferir los electrones producidos en su actividad metabólica hasta un electrodo generando una corriente eléctrica. A pesar de demostrar altos porcentajes de eliminación de sustancias carbonáceas (90%), su relación costo/beneficio en aplicaciones a sistemas convencionales de tratamiento es todavía elevada.

Por otro lado, los requerimientos que exigen las CCMs para su funcionamiento se encuentran de forma natural en los humedales construidos (HCs) donde los gradientes de potencial de oxido reducción se encuentran bien definidos pudiendo generar una diferencia de potencial eléctrico. Esto permite combinar ambas tecnologías para producir bioelectricidad durante el tratamiento del agua servida.

Organiza la Facultad de Ciencias de la Universidad Santo Tomás

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