El doctor en ciencias de la computación, Jovan David Rebolledo Méndez, colabora en el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST) en Japón, con el análisis computacional de comunidades de bacterias para conocer su taxonomía y función a fin de optimizar la generación de electricidad: un sistema de celda de combustible biológico, una batería biológica que produzca suficiente electricidad para no solo ser autosuficiente, sino también generar energía para consumo o transmisión en la red eléctrica.

A partir de la selección de bacterias, el investigador y su equipo de trabajo busca crear una “batería de bacterias” para limpiar aguas, donde estos microorganismos “se alimentan” de más del 95 por ciento de los sedimentos encontrados y se obtiene agua más purificada. De igual forma, éstas producen electricidad que sirva para mantener el mismo sistema y que sea accesible para toda la sociedad.

El estudio denominado “Sistema de procesamiento, bioinformática de metagenomas” consiste en el análisis a partir de la muestra de un conjunto de bacterias, “primero extraemos el ADN de cada una de las muestras y las transferimos a un sistema informático avanzado que las clasifica y genera información genética de esta muestra, aquí debemos reconocer la función de las bacterias, para ello usamos software que las ordena correctamente, con esto podemos decir que de esta comunidad existen decenas de este tipo de familia de bacteria y encontramos que la funcionalidad biológica de estas bacterias es que pueden crear electricidad, pero también tienen esta u otra función.

En dicho análisis se están incorporando técnicas de inteligencia artificial, y en la obtención de datos se están diseñando sistemas robóticos para la toma de muestras.

Después del análisis, seleccionamos las ideales para que mejoren el rendimiento en lo que llamamos batería de bacterias, es decir un generador de electricidad”, describió el investigador originario del estado de Veracruz.

Con 41 años de edad, Jovan David detalló que actualmente la investigación se encuentra en optimización del sistema para que genere mayor voltaje y por ende, sea productivo y eficiente.
De igual forma, el doctor Rebolledo Méndez, perteneciente a la Red de Talentos Capítulo Japón, y el grupo científico multidisciplinario del OIST, buscan que al concluir el proyecto científico, se genere un producto o servicio comercial donde la industria y ciudades de cualquier parte del mundo puedan brindar acceso de tecnología a la gente y puedan explotar e impactar positivamente.

“Es muy noble hacer ciencia básica, pero si los científicos fuéramos más allá de su creación, es decir, que busquemos impactar positivamente de una manera más rápida a la sociedad, sería mucho más benéfico para el mundo. Recomiendo en especial a los jóvenes que están empezando su formación académica, buscar generar conocimiento para aplicarlo e impactar positivamente a mucha gente, creando medios sostenibles donde el beneficio sea siempre para la sociedad, la mejora de su calidad de vida y la generación de abundancia para la humanidad”, finalizó el científico mexicano. (AgenciaID)

A partir de residuos de alimentos como la cáscara de tuna, el tallo de brócoli y la fibra de agave, investigadores de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP) crearon carbón activado que remueve colorantes textiles de aguas residuales.

“Al comer la tuna desechamos la cáscara; en lugar de generar residuos sólidos los utilizamos y mediante activación química producimos carbón activado con el cual se ha alcanzado una eficiencia de remoción de hasta el cien por ciento de colorantes textiles”, mencionó Alejandra Alicia Peláez Cid, doctora en química de la Facultad de Ingeniería de la BUAP.

En México existe una gran producción de estos alimentos, por lo cual resulta económico conseguir la materia prima; por ejemplo, Puebla es la entidad número dos en la producción de brócoli y siete de tuna. Además, el producto final que se obtiene en polvo o gránulos remueve los colorantes y atrapa contaminantes textiles, como sales inorgánicas, detergentes, agentes de teñido, entre otros.

La doctora Peláez Cid precisó que la calidad de agua se mide con un parámetro llamado Demanda Química de Oxígeno (DQO) que determina los niveles de concentración de contaminantes orgánicos. “Después del tratamiento del agua residual con los carbones activados, la DQO se reducen a tal grado que cumple con los niveles establecidos por la norma oficial mexicana que es de 200 a 240 partes por millón (ppm) para que pueda descargarse en una corriente”.

La investigadora, miembro de la Academia de Ingeniería de México (AIM), dijo que también usa el tallo del brócoli, alimento del cual sólo se come la inflorescencia pero el resto queda en las montoneras en el campo.

De igual forma se usa la fibra de agave. “En la producción de tequila, a partir del agave azul, sólo se utiliza el corazón o “piña”, las pencas se cortan y tiran. Nosotros le extraemos la fibra y utilizamos como materia prima para la preparación de carbones fibrosos”.

A nivel comercial, el carbón activado se produce a partir de la madera, con un rendimiento aproximado del 40 por ciento, lo que genera tala inmoderada de los bosques, y con esta innovación puede reducirse el corte de árboles. Además, la cáscara de tuna tiene un rendimiento del 35 por ciento y el tallo de brócoli del 30.

¿Cómo elimina los contaminantes?

La investigación ha generado dos solicitudes de patente ante el IMPI y el proceso de fabricación a nivel laboratorio del carbón activado tarda de una semana a 10 días, desde la recolección de materia prima hasta obtener un producto final; sin embargo, el proceso de carbonización para producirlo tan sólo requiere tres horas.

Una vez conseguido el polvo o gránulos puede implementarse para limpiar aguas residuales textiles mediante procesos continuos o estáticos (batch). En el primero “se empacan columnas con el carbón y hacemos pasar el agua a una determinada velocidad de flujo, así conseguimos separar los colorantes”. En el segundo “se pone el carbón activado, agregamos el líquido contaminado y lo dejamos en contacto hasta obtenerlo clarificado”, describió la investigadora.

De esta forma se eliminan completamente los colorantes y dejan en calidad óptima el agua tratada para poder reutilizarse en los procesos productivos de una industria textil y hacer un circuito cerrado de consumo de agua.

Aunque en un inició el carbón activado de la BUAP se diseñó para la remoción colorantes, los investigadores, en colaboración con la doctora Ana María Herrera González de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo han comprobado que también sirve para retirar metales pesados.

En cuanto a la Academia de Ingeniería de México, la doctora Alejandra Alicia Peláez Cid mencionó que “es un honor ser Académica Titular de la AIM, el pertenecer a esta institución es un reconocimiento a la labor que uno realiza como investigadora y docente, se nos reconoce el trabajo que desarrollamos para mejorar los aspectos de ingeniería a nivel nacional. Al ser docente de la Facultad de Ingeniería de la BUAP el trabajo de investigación no se queda en una persona, se difunde con los alumnos”. (Agencia ID)