Bacterias para todos: Sistemas Bioelectroquimicos para tratamiento de efluentes, producción de H2, y biosintesis

BONANNI, SEBASTIAN; MASSAZZA, DIEGO; ORDOÑEZ. MARIA VICTORIA; ROBUSCHI,LUCIANA; SCHROTT, GERMAN; BUSALMEN, JUAN PABLO

Cordoba

Congreso; HYFUSEN 2013; 2013

Para obtener energía, gran parte de las bacterias transfieren electrones desde compuestos reducidos, como azúcares o ácidos grasos, a oxígeno o compuestos oxidados como, sulfatos o nitratos. Las denominadas bacterias electro-activas tienen la particular capacidad de utilizar como aceptor final de electrones un electrodo polarizado, generando así una corriente eléctrica. Esta capacidad es explotada en sistemas bioelectroquímicos con objetivos tan diversos como el tratamiento de aguas residuales, la deposición de metales y la producción de hidrógeno o de biocombustibles. Una de las primeras aplicaciones en ser estudiada fue el tratamiento de aguas residuales industriales en celdas de combustible microbianas. En estas celdas la reacción anódica es la oxidación de la materia orgánica, catalizada por bacterias que forman un biofilm sobre el ánodo y permiten la recuperación de parte de la energía química contenida en el efluente en forma de corriente eléctrica. Adicionalmente, si se modifica externamente el potencial del cátodo, es posible favorecer una reacción de reducción de interés, como la producción de hidrógeno, de agua oxigenada, de hidróxido de sodio o la deposición de metales. Dado que las bacterias pueden también recibir electrones de un electrodo, al ser utilizadas en el cátodo pueden producir biocombustibles como butanol o etanol a partir de precursores simples y con un bajo requerimiento energético. Dado que en estas aplicaciones requieren de energía externa, los sistemas se denominan celdas de electrólisis microbianas (CEM). En todos los casos, la acción de las bacterias permite que la energía consumida por las CEM sea menor que la de los sistemas electroquímicos convencionales. En nuestro laboratorio llevamos a cabo el estudio básico y aplicado de bacterias electroactivas. En este trabajo presentamos un resumen de las aplicaciones mencionadas, poniendo especial énfasis en aquellas destinadas a la producción o ahorro de energía.