Bacterias púrpuras convierten los desechos humanos en combustible renovable.

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Traducido por Brenda Moreno Espinosa

Los desechos humanos y las aguas residuales son algo en lo que la mayoría de las personas no quieren pensar. Pero es una gran fuente de energía sin explotar. Los compuestos orgánicos y los nutrientes presentes en las aguas residuales son fuentes de carbono que podrían usarse para producir biocombustibles. Y un equipo de investigadores en España ha encontrado una manera eficiente de hacerlo con la ayuda de una bacteria púrpura que absorbe la luz.

El método descrito en Frontiers of Energy Research convierte las aguas residuales de hogares e industriales en gas de hidrógeno limpio y renovable para la producción de electricidad. También reduce las emisiones de carbono de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales son una gran fuente de gases de efecto invernadero como el metano y el óxido nitroso. También utilizan mucha energía eléctrica, que produce dióxido de carbono. El uso de algunos de los residuos para producir combustibles que a su vez se realimentan para ejecutar la planta podría hacer que la planta sea neutra en carbono.

Se sabe que las bacterias consumen fuentes de carbono como el metano, los residuos de la elaboración de la cerveza e incluso los antibióticos para producir energía, combustibles y productos químicos. Para probar esto, Daniel Puyol y sus colegas de la Universidad Rey Juan Carlos de Madrid utilizaron bacterias fototróficas púrpuras, un grupo diverso de microbios que son fotosintéticos como las plantas, lo que significa que pueden usar la energía de la luz para convertir las fuentes de carbono en combustible. Pero a diferencia de las plantas, estas bacterias dependen de la luz infrarroja.

Estas bacterias realizan muchas reacciones metabólicas diferentes para producir diferentes compuestos químicos. El tipo de producto final depende de la intensidad de la luz infrarroja que reciben y de la temperatura ambiente y la concentración de nutrientes. Así que los investigadores hicieron experimentos en los que modificaron estas condiciones.

Por ejemplo, cuando las bacterias se mezclan con residuos ricos en nitrógeno y la mezcla se expone a la luz infrarroja, los microbios producen biomasa con un alto contenido de proteínas que podría utilizarse como un aditivo alimentario para animales. En los desechos orgánicos que carecen de nutrientes, los insectos crean hasta un 90 por ciento en peso de un bioplástico biodegradable llamado polihidroxialcanoato o PHA.

Cuando los residuos contienen una gran cantidad de materia orgánica, las bacterias producen hidrógeno. Los investigadores aumentaron la cantidad de hidrógeno formado cuando aplicaron una corriente eléctrica. El amonio, que proviene de las proteínas en las aguas residuales, inhibe el proceso, por lo que los investigadores deben asegurarse de que el amonio se elimine antes del proceso, dijo Puyol a ResearchGate.

Los investigadores ahora están tratando de patentar la tecnología y están trabajando para ampliarla y comercializarla. “La recuperación de recursos a partir de residuos y aguas residuales no es nada nuevo”, dice Puyol. “Estamos tratando de hacer lo que la naturaleza ha estado haciendo durante millones de años. La naturaleza, en su sabiduría, ha seleccionado la fotosíntesis como un mecanismo para estas transformaciones. Solo los estamos acelerando”.

Fuente: Ioanna A. Vasiliadou et al. Sistemas biológicos y bioelectroquímicos para la producción de hidrógeno y la fijación de carbono utilizando bacterias fototróficas púrpuras. Frente. Energy Res. 2018.

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