Caracterización electroquímica de un cultivo de BSR del puerto progreso, Yucatán, durante su aplicación en una CCM tipo H

Celebramos la titulación del  nuevo colega…

Néstor Gabriel Escalante Marín

Ingeniero Bioquímico

“Caracterización electroquímica de un cultivo de BSR del puerto progreso, Yucatán, durante su aplicación en una CCM tipo H”

Tesis Profesional

Resumen:

Una de las tecnologías más atractivas de los últimos años son las celdas de combustible microbiano (CCM) las cuales son capaces de generar corriente eléctrica a partir de aguas residuales o de desecho industrial mediante el uso de microorganismos especializados denominados exoelectrógenos. En el presente estudio se caracterizó la fase de arranque de una CCM inoculada con BSR del puerto de Progreso, Yucatán, determinando ciclos (recambio del medio) de 7 días, tomando como factor de recambio la disminución en la reducción de sulfatos. Sin embargo resultaría más apropiado realizar los ciclos en función la concentración de sulfuro presente, ya que al parecer la oxidación de sulfuro está fuertemente involucrada con la generación de voltaje. Se concluyó que efectivamente los iones de Mg²⁺ promueven una tasa de sulfato reducción más rápida y una mejor oxidación de materia orgánica, probablemente debido a que son iones involucrados en muchos procesos enzimáticos, a manera de co-factores. La mejora en la sulfatoreducción proporcionó mejores resultados en la generación de voltaje. La remoción promedio de carga orgánica fue de 26% por ciclo, resultado interesante que se ajusta con lo reportado en la literatura. Sin embargo, resulta aún más interesante el poder determinar los ácidos grasos presentes en el medio para ser capaces de elaborar un modelo de oxidación de la materia orgánica. El cultivo bacteriano en la CCM redujo exitosamente 3000mgde sulfatos (31.25mM), equivalente al 78% de remoción, lo cual posiciona al cultivo de BSR del puerto de Progreso, Yucatán como un exitoso cultivo para realizar dicha proceso. Se observó que la cantidad de sulfato reducido no concordó con la cantidad de sulfuro generado, el cual fue de 400mg (12.5mM), lo cual sugiere la existencia de un consorcio microbiano de BSR y BOS, en el que el sulfuro fuese oxidado en etapas tempranas, por lo que sería apropiado realizar un monitoreo completo de las especies químicas de azufre involucradas en el proceso. En este sentido, también resulta atractivo realizar estudios genéticos para determinar la identidad de las especies microbianas presentes en el consorcio. Se generó exitosamente energía eléctrica con resultados en densidad de potencia y de corriente de 9.7 mW/m² y 92 mA/m² respectivamente, lo cual es relativamente bajo en comparación con otras CCM reportadas, por lo cual resulta oportuno optimizar los factores presentes en la CCM, tales como el electrolito, la membrana, electrodos y las interconexiones. El consorcio de Bacterias Sulfato Reductoras (BSR) presentes en los sedimentos del puerto de Progreso, Yucatán, produjeron 12 mV de energía eléctrica en una celda de combustible microbiano (CCM) con un volumen de operación de 100 ml, tipo H, con una capacidad de producción de 9.7 mW/m² y una densidad de corriente de 92 mA/m², en condiciones de 27°C y una concentración inicial de materia orgánica (Lactato de Sodio) de 5.6 g/l y concentraciones de Iones Sulfato de 3 g/l (SO4)^-2.

Asesor: Ing. José Luis Giorgana Figueroa

Revisores: Dra. Sara Luz Nahuat Dzib

     Ing. Carlos Enrique Pacheco Medina

     Dr. Luis Alfonso Rodríguez Gil

Para citar:

Escalante Marín, N.A. (2015) Caracterización electroquímica de un cultivo de BSR del puerto progreso, Yucatán, durante su aplicación en una CCM tipo H [CD-ROM]. Tesis Profesional. Instituto Tecnológico de Mérida. Mérida, Yucatán, México. Publicada 02 de julio de 2015