RCGI V31 N63

PÉREZ DÍAZ, M.I., BERMEO FERNANDEZ, L.A. Y GUERRERO BARAJAS, C.
Inicialmente, el reactor se operó a circuito abierto donde se
observó un incremento del voltaje conforme transcurrían los
días de operación y posteriormente alcanzó una
estabilización y se registró un V ocp de 0.643 ± 0.07 V en los
tres lotes realizados, como se observa en la figura 2. Así
mismo, en el cuadro 2 se muestran las mediciones de
densidad de corriente y densidad de potencia registradas
durante los tres cultivos en lote.
Cuadro 2. Desempeño de los cultivos en lote en el sistema UASB-celda
durante la generación de energía eléctrica
Durante la operación del sistema a circuito abierto, el inóculo
efectuó la degradación de la materia orgánica junto con el
proceso de SR, produciendo H 2 S en el reactor UASB (cámara
anaerobia). Posteriormente, al cierre del circuito, día 4 de
operación, con la resistencia de 6KΩ, se tuvo como resultado
el sistema de celda, donde el H 2 S acumulado en la cámara
anaerobia comenzó a reaccionar con el ánodo transfiriendo
los electrones generados durante la oxidación de los
sustratos, como se puede observar en la figura 3.
Lote 1 2 3 Control
Días de Operación 8 8 8 8
-2
Reducción de SO 4
(%)
-2
Conversión de SO 4 a
H 2 S (%)
Consumo de sustratos
(%)
92.3 63.8 52.9 -
22.5 14.9 9.8 -
100 100 100 5.68
pH 8 ± 1 8.3 ± 1 7.9 ± 1
T (°C)
Densidad de corriente a
6000 Ω (µA/m 2 )
Densidad de potencia
(µW/cm 2 )
27.4 ±
1.7
25.3 ±
2.4
23.4 ±
2.3
6.8 ±
0.63
25 ± 1.2
499.74 393.84 363.43 216.3
73.4 45.6 38.8 13.75
. El V ocp obtenido con este sistema fue similar al reportado
por Reimers et al. (3) , donde utilizaron una CCM inoculada
con sedimentos marinos, en la cual reportaron la obtención
de un V ocp de 0.3-0.4 V al inicio de la alimentación,
adquiriendo su estabilización después de 1 a 2 días con un
voltaje máximo de ~0.7 V. Por otra parte, el voltaje medido
fue 89 % similar a los potenciales teóricos de la celda, los
cuales fueron calculados utilizando las reacciones de
oxidación en el ánodo y en el cátodo. Esto se le puede atribuir
a la actividad metabólica del inóculo, donde los
microorganismos del consorcio realizaron la oxidación de los
sustratos y la producción de H 2 S, transfiriendo los electrones
al ánodo creando una carga negativa en éste. Como resultado
de esto, se generó un gradiente de cargas entre el ánodo y el
cátodo, obteniéndose una diferencia de potencial.
Figura 2 Medición de V ocp con respecto al tiempo
Figura 3. Concentración de sulfato (○) y sulfuro (●) durante los días de
operación del reactor UASB-celda. A) Lote 1; B) Lote 2; C) Lote 3; D) Lote
control (sin adición de SO42-).
CONCLUSIONES
El proceso de degradación anaerobia de la materia orgánica
en este sistema, estuvo regido por el proceso de sulfato
reducción, en el cual las BSR utilizaron el SO 4
2-
como
aceptor de electrones. Como se pudo observar en el cuadro 2,
en los tres lotes hubo una eficiente remoción de sustratos, sin
embargo, en el lote control donde no hubo adición de SO 4 2- ,
la remoción de materia orgánica fue del 5.68%, lo cual indica
que la remoción de la matería orgánica del ARS se debió al
proceso de SR. Así mismo, Al cierre del circuito con una
resistencia de 6000 Ω, se observó una disminución del H 2 S,
lo que sugiere la utilización de éste compuesto como el
mecanismo para la transferencia de electrones de los
microorganismos al ánodo.
Existe una gran variedad de configuraciones de MFC
utilizadas en este campo de investigación, ya sea por el
volumen de las cámaras, el modo de operación, el inóculo
utilizado, el sustrato que se suministra o por el material de
34 REVISTA DEL CENTRO DE GRADUADOS E INVESTIGACIÓN. INSTITUTO TECNOLÓGICO MÉRIDA Vol. 31 NÚM. 63