{"id":84217,"date":"2008-12-01T00:00:00","date_gmt":"2008-12-01T00:00:00","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/2008\/12\/01\/residuos-utiles-2\/"},"modified":"2017-01-18T18:21:38","modified_gmt":"2017-01-18T20:21:38","slug":"residuos-utiles-2","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/residuos-utiles-2\/","title":{"rendered":"Residuos \u00fatiles"},"content":{"rendered":"
\"Desag\u00fces

MIGUEL BOYAYAN<\/span><\/a> Desag\u00fces y efluentes industriales: biomasa con valor agregadoMIGUEL BOYAYAN<\/span><\/p><\/div>\n

La principal cualidad del hidr\u00f3geno como combustible destinado a la generaci\u00f3n de energ\u00eda el\u00e9ctrica es que no produce ning\u00fan tipo de residuo o contaminante. Hace funcionar a las c\u00e9lulas de combustible, aparatos que extraen los electrones de ese gas para producir electricidad sin da\u00f1os ambientales. El problema es que el hidr\u00f3geno (H2) no existe aislado en la naturaleza, est\u00e1 siempre unido a otras sustancias como el agua (H2O). Una de las alternativas en la estera de la preocupaci\u00f3n ambiental es la reutilizaci\u00f3n del agua con producci\u00f3n de energ\u00eda renovable, usando desag\u00fces y efluentes industriales, como lo demostr\u00f3 un grupo de investigadores de la Escuela de Ingenier\u00eda de S\u00e3o Carlos (EESC) de la Universidad de S\u00e3o Paulo (USP). \u00c9stos ganaron el 5\u00ba Premio Mercosur de Ciencia\u00a0 y Tecnolog\u00eda, edici\u00f3n 2008, en la categor\u00eda Integraci\u00f3n. El galard\u00f3n por la investigaci\u00f3n Producci\u00f3n de biohidr\u00f3geno con aguas residuales para su utilizaci\u00f3n como fuente alternativa de energ\u00eda cont\u00f3 tambi\u00e9n la autor\u00eda de investigadores de la Universidad de La Rep\u00fablica, de Uruguay. El tema del premio fue Biocombustibles y cont\u00f3 con el apoyo de la Organizaci\u00f3n de las Naciones Unidas para la Educaci\u00f3n, la Ciencia y la Cultura (Unesco), entre otras entidades.<\/p>\n

Uno de los coordinadores del trabajo es el profesor Marcelo Zaiat, del Departamento de Hidr\u00e1ulica\u00a0 y Saneamiento de la EESC. Zaiat dice que el proyecto valora los desag\u00fces y las aguas residuales industriales, considerados tambi\u00e9n un tipo de biomasa, al transformar desechos en medios de producci\u00f3n de energ\u00eda. Es un proceso trabajoso, pero barato y ambientalmente favorable, con caracter\u00edsticas de proceso sostenible en relaci\u00f3n con el proceso m\u00e1s com\u00fan para extraer hidr\u00f3geno del agua llamado electr\u00f3lisis, no indicado en forma amplia pues consume electricidad para generar m\u00e1s electricidad, sin ganancias significativas. Solamente las centrales hidroel\u00e9ctricas, durante la noche, cuando la demanda cae, o en \u00e9pocas del a\u00f1o muy lluviosas, est\u00e1n en condiciones ideales de hacer ese proceso con bajo costo. El avance tecnol\u00f3gico de las c\u00e9lulas de combustible en la d\u00e9cada de 1990, actualmente producidas y comercializadas por pocas empresas, a\u00fan en forma experimental, como generadores de energ\u00eda el\u00e9ctrica estacionarios, y utilizadas en prototipos automotores, impuls\u00f3 la carrera por la b\u00fasqueda de medios para obtener ese combustible.<\/p>\n

El grupo de Zaiat desarroll\u00f3 un m\u00e9todo para producir hidr\u00f3geno en un reactor de flujo continuo, constantemente alimentado con desechos que ser\u00edan muchas veces descartados sin tratamiento en r\u00edos y lagunas. En el sistema, bacterias anaer\u00f3bicas del g\u00e9nero Clostridium, que no necesitan ox\u00edgeno para vivir, se adhieren a part\u00edculas de polietileno dentro del reactor. Seg\u00fan par\u00e1metros de tiempo de permanencia de la materia prima en el sistema, acidez y otras medidas, se produce la fermentaci\u00f3n del material org\u00e1nico presente en las aguas y la consiguiente liberaci\u00f3n en burbujas de hidr\u00f3geno (H2), di\u00f3xido de carbono, el CO2,\u00a0 y \u00e1cido sulfh\u00eddrico (H2S). En la cabeza del reactor, cerrado herm\u00e9ticamente, es posible instalar un sistema que capta gases para su posterior separaci\u00f3n.<\/p>\n

La pr\u00f3xima meta es la producci\u00f3n del hidr\u00f3geno en el reactor en escala piloto, porque hasta el momento solamente reactores en escala de laboratorio se han operado. Esto puede ser factible en 2010, en una estaci\u00f3n piloto con instalaci\u00f3n prevista en el campus II de la universidad en S\u00e3o Carlos y alimentada con desag\u00fces sanitarios en una sala ubicada al lado de la red de desag\u00fces del edificio de ingenier\u00eda ambiental. El gas obtenido podr\u00e1 utilizarlo el grupo del profesor Ernesto Gonz\u00e1lez, del Instituto de Qu\u00edmica de S\u00e3o Carlos (IQSC) de la USP, por ejemplo, que estudia sistemas para c\u00e9lulas de combustible.<\/p>\n

Sin desperdiciar
\n<\/strong>El primer estudio del grupo de la EESC llev\u00f3 a cabo con agua sint\u00e9tica producida en laboratorio con sacarosa agregada para la caracterizaci\u00f3n del sistema. Zaiat tambi\u00e9n ha probado el sistema con efluentes de una f\u00e1brica de refrescos y con desag\u00fces domiciliarios. En el agua residual de la f\u00e1brica de refrescos hay gran cantidad de az\u00facar, cosa que facilita la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno. En el caso de los desag\u00fces, el potencial no es muy alto, pero su uso se justifica por el lado de la sostenibilidad, porque es una energ\u00eda aprovechable que dejar\u00e1 de desperdiciarse, dice. Zaiat empieza ahora a investigar tambi\u00e9n la extracci\u00f3n de hidr\u00f3geno de la vi\u00f1aza, un residuo de la industria sucroalcoholera. Existe un buen potencial all\u00ed.<\/p>\n

La cantidad de hidr\u00f3geno extra\u00eddo fue mejor cuantificada en el experimento con la sacarosa de la industria de refrescos. Cada gramo de az\u00facar rindi\u00f3 47 miligramos (\u00f3 0,047 gramo) de gas. Zaiat dice que esa cantidad es favorable al proceso porque los coches, por ejemplo, gastar\u00edan muy poco hidr\u00f3geno para andar. En datos extra\u00eddos de la literatura cient\u00edfica, las cifras var\u00edan de 1 a 10 gramos de hidr\u00f3geno por kil\u00f3metro rodado en el caso de autom\u00f3viles impulsados con c\u00e9lulas de combustible.<\/p>\n

Adem\u00e1s del hidr\u00f3geno purificado y recuperado en el reactor anaer\u00f3bico, otros estudios del mismo grupo aprovechan los otros gases, como el CO2 y el \u00e1cido sulfh\u00eddrico. En el caso del H2S, que es un problema para las c\u00e9lulas de combustible, puede ser removido de la corriente gaseosa por medio de reactores que contienen bacterias que consumen ese material. Este trabajo es llevado adelante por un grupo del Departamento de Ingenier\u00eda Qu\u00edmica de la Universidad Federal de S\u00e3o Carlos (UFSCar), coordinado por el profesor Edson Luiz Silva. En el caso del metano y del CO2, pueden servir en procesos fisicoqu\u00edmicos para generar m\u00e1s hidr\u00f3geno y el gas de s\u00edntesis, producto que puede transformarse en gasolina y metanol, por ejemplo. Para transformar los gases en combustibles l\u00edquidos, es necesario agregar catalizadores (sustancias que aceleran la reacci\u00f3n qu\u00edmica) espec\u00edficos, dice la profesora Elisabete Moreira Assaf, del IQSC, quien coordina las investigaciones con los gases restantes de la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno con base en efluentes. Ella tambi\u00e9n integra la Red de Producci\u00f3n de Hidr\u00f3geno del Programa Nacional de C\u00e9lulas de Combustible del Ministerio de Ciencia y Tecnolog\u00eda (MCT).<\/p>\n

Zaiat ha contabilizado 220 art\u00edculos cient\u00edficos sobre el tema desde 1996, cuando sali\u00f3 publicado el primer texto, en el que el equipo coordinado por el profesor Yoshiyuki Ueno, del Instituto de Investigaciones T\u00e9cnicas Kajima de Jap\u00f3n, demostr\u00f3 en laboratorio que era posible extraer hidr\u00f3geno de residuos de agua industrial con bacterias anaer\u00f3bicas. Posteriormente, la cantidad de experimentos fue aumentando a\u00f1o a a\u00f1o, dice Zaiat. En 2000 fueron cinco, en 2001 diez y este a\u00f1o ya son 220. La mayor\u00eda de los trabajos es todav\u00eda a escala de laboratorio, pero las perspectivas futuras son muy buenas, porque los procesos gastan un m\u00ednimo de energ\u00eda, con baja potencia. Existen incluso sistemas en los cuales el agua entra en el reactor por acci\u00f3n de la gravedad, sin necesidad de electricidad, dice Zaiat. \u00c9l realiz\u00f3 la primera parte de la investigaci\u00f3n con un Auxilio Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n financiado por la FAPESP, y participa de un proyecto tem\u00e1tico coordinado por el profesor Eug\u00eanio Foresti, que tambi\u00e9n abarca a la investigaci\u00f3n de la profesora Elisabete y a investigadores de la UFSCar y de la Escuela de Ingenier\u00eda Mau\u00e1 (EEM), de la ciudad de paulista de S\u00e3o Caetano do Sul.<\/p>\n

Los proyectos
\n1.<\/strong> Producci\u00f3n de hidr\u00f3geno en reactor anaer\u00f3bico de lecho fijo\u00a0 (n\u00ba\u00a005\/00789-7<\/a>); \u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Auxilio Regular a Proyecto de Investigaci\u00f3n;\u00a0Coordinador\u00a0<\/strong>Marcelo Zaiat – USP;\u00a0Inversi\u00f3n
\n<\/em><\/strong>R$ 60.829,64 y US$ 27.770,92 (FAPESP)
\n2.<\/strong> Desarrollo de sistemas combinados de tratamiento de aguas residuales para la remoci\u00f3n de contaminantes y la recuperaci\u00f3n de energ\u00eda y de productos de los ciclos de carbono, nitr\u00f3geno y azufre\u00a0(n\u00ba\u00a005\/51702-9<\/a>);\u00a0Modalidad\u00a0<\/strong>Proyecto Tem\u00e1tico; Coordinador\u00a0<\/strong>Eug\u00eanio Foresti – USP;\u00a0Inversi\u00f3n\u00a0<\/strong>\u00a0R$ 896.854,66 y US$ 239.417,81 (FAPESP)<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nLEITE, J.A.C.; Fernandes, B.S.; Pozzi, E.; Barboza, M.; Zaiat, M. Application of an anaerobic packed-bed bioreactor for the production of\u00a0 hydrogen and organic acids<\/a>. International Journal of Hydrogen Energy<\/strong>. v. 33, p. 579-586. nov. 2008<\/p>\n

 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Desag\u00fces suministran la materia prima para la producci\u00f3n de electricidad","protected":false},"author":10,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[192],"tags":[296,269,331],"coauthors":[97],"class_list":["post-84217","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-tecnologia-es","tag-energia-es","tag-ambiente-es","tag-sostenibilidad"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84217","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/10"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=84217"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/84217\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=84217"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=84217"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=84217"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=84217"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}