Actualmente, existe una necesidad creciente de reducir la contaminación ambiental del planeta, disminuir la dependencia de combustibles fósiles y aumentar la disponibilidad de agua. La investigación y la innovación sostenible son las claves para conseguirlo.
La investigación se centra en encontrar nuevas tecnologías y optimizar las existentes para depurar adecuadamente las aguas residuales (máximos rendimientos de eliminación de la materia orgánica), conseguir niveles restrictivos de vertidos que minimicen el impacto ambiental y reducir el consumo eléctrico requerido en las depuradoras (principalmente costes de aireación).En este sentido, las pilas biológicas o células de combustible microbiana (MFC, del inglés Microbial Fuel Cells) surgen como una tecnología emergente de gran potencial basada en la producción directa de energía eléctrica a partir de sustratos biodegradables (básicamente materia orgánica) presentes en las aguas residuales, utilizando los microorganismos como catalizadores.
¿Qué son las pilas biológicas? Una celda de combustible microbiana es un dispositivo donde se utilizan microorganismos para oxidar la materia orgánica a dióxido de carbono y transferir los electrones y protones producidos por la respiración anaerobia a un electrodo (ánodo) conectado a un cátodo a través de un material conductor que contiene una resistencia. Las cámaras que albergan estos electrodos, la anódica y la catódica, están comunicadas por una membrana de intercambio de iones (normalmente catiónica) que permite la difusión de los protones. Así, los protones y electrones formados a partir de las reacciones de oxidación de la materia orgánica en el ánodo son utilizados en el cátodo para llevar a cabo las reacciones de reducción electroquímicamente (por ejemplo, de oxígeno a agua). Como resultado, se produce una diferencia de potencial eléctrico en el sistema, generando electricidad.
Durante los últimos años, la comunidad científica ha estado desarrollando las pilas biológicas con biocátodos que, al igual que los ánodos, contienen microorganismos que son usados como catalizadores para llevar a cabo las reacciones de reducción. Una de las aplicaciones más extensas de las MFC biocátodos es la eliminación simultánea de materia orgánica (en el ánodo) y nitrógeno (en el cátodo).
Las MFC con biocátodos son, por tanto, una biotecnología que puede ayudar a mejorar el tratamiento sostenible de las aguas residuales generando energía renovable (electricidad). Sin embargo, para conseguir este objetivo es imprescindible la investigación en profundidad de esta tecnología, especialmente a nivel aplicado, depurando las aguas residuales con alto rendimiento de eliminación de la materia orgánica e incluso de nitrógeno y generando un potencial eléctrico suficiente para ser considerada como una tecnología alternativa real de mercado.En la actualidad, Abengoa es una de las empresas privadas pionera en la investigación de esta tecnología, al contar con un proyecto de I+D escala piloto, incluyendo un diseño propio en fase de patentabilidad. La operación de esta planta piloto hará posible poseer las herramientas y experiencias necesarias para gestionar este tipo de tecnología sostenible y económicamente efectiva de depuración de aguas residuales de forma integral: desde su fase de diseño hasta la puesta en marcha y operación, pasando por todas las necesidades que surjan de ingeniería, suministro y construcción de nuestras futuras instalaciones industriales.
Fuente:http://www.laenergiadelcambio.com/pilas-biologicas-generar-energia-del-tratamiento-de-aguas