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Aguas residuales domésticas,
fuente de energía renovable

En 2004, se reafirmó con éxito que las aguas residuales domésticas podían ser tratadas a niveles prácticos y generar, simultáneamente, electricidad.

El agua es uno de los elementos básicos para la existencia de vida, pues gracias a ella es posible realizar todos los procesos biológicos; ninguna actividad humana se puede llevar a cabo sin ella. Durante siglos, el agua ha sido considerada recurso inagotable, por lo que no ha sido administrada con cuidado, lo que la ha convertido en un bien escaso, incluso, en zonas donde antes no lo era.

Las celdas de combustible fueron descubiertas en 1839 por William Robert Grove, mientras realizaba estudios sobre la electrólisis^* del agua, al provocar la reacción del hidrógeno con el oxígeno para generar energía. El término celda de combustible fue introducido en 1889 por Ludwing Mond y Charles Langer, quienes fueron los primeros en construirla, mediante la utilización de aire y gas de carbón industrial. Sin embargo, fue hasta finales de la década de 1960 que la NASA demostró la primera aplicación exitosa de este proceso en sus misiones espaciales Géminis y Apolo, como una forma de proporcionar agua potable a la tripulación y, posteriormente, como sistema de tratamiento y recuperación de energía, a partir de los desechos fisiológicos de los astronautas.

En 1999, se demostró que las bacterias podrían ser utilizadas en una celda de biocombustible como un método para la determinación de la concentración de lactato^** en el agua y la generación de electricidad sostenida por el almidón presente en las aguas residuales industriales.

En 2004, se reafirmó con éxito que las aguas residuales domésticas podían ser tratadas a niveles prácticos y generar simultáneamente electricidad, hecho que terminó convirtiéndose en una alternativa de investigación para varios grupos alrededor del mundo.¹

Las celdas de combustible microbianas consisten de dos electrodos: ánodo y cátodo, e incluyen una membrana intercambiadora de protones. Las bacterias oxidan la materia orgánica, mientras liberan electrones al ánodo y protones en el anolito; los electrones fluyen a través de un circuito externo hacia el cátodo, en tanto que los protones lo hacen a través de la membrana intercambiadora de protones (nafión). Una vez en el cátodo, reaccionan los protones, los electrones y el oxígeno para formar agua.²

Encuentre la información completa en la versión impresa de Ciencia y Desarrollo,
Enero - Febrero 2014

Liliana Alzate Gaviria es doctora en Ciencia y Tecnología Ambiental por el CIMAV y posdoctorada en Energía Renovable por CIEUNAM y CIICAP-UAEM. Actualmente se desempeña como Investigadora Titular B en la Unidad de Energía Renovable del Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C, y realiza proyectos de investigación conjuntamente con la Universidad de Colorado-Boulder. Pertenece al sistema nacional de investigadores (Nivel 1). Sus líneas de investigación son: “Fermentación anaerobia de polímeros naturales”, “Tecnologías de conversión biológica mediante procesos de digestión anaerobia” y “Energía renovable aplicada al área de generación de electricidad y depuración de aguas residuales a partir de celdas de combustible microbianas”.