Proyectos
ESTUDIO DEL POTENCIAL DE UN RESIDUO AGROINDUSTRIAL PARA LA PRODUCCIÓN BIOLÓGICA DE HIDRÓGENO A ESCALA LABORATORIO
Resumen
Aunque resulta viable la producción de energéticos a partir de cultivos como caña de azúcar, palma africana, sorgo, soya, etc. Estas alternativas ejercen presión sobre la biodiversidad, el costo de los alimentos y los usos de la tierra y del recurso hídrico (Ravindranath et al., 2011). Fargione et al., (2008) introduce el término deuda de carbono, el cual representa el número de años requeridos para que la reducción de carbono lograda por el uso de biocombustibles equipare las emisiones resultantes por el cambio de uso de la tierra. El cambio de uso de la tierra conduce a un aumento significativo de las emisiones de dióxido de carbono (CO2) y a un aumento en la deuda de carbono que va desde uno hasta el orden de cientos de años. La producción biológica de hidrógeno (bioH2) a partir de residuos agrícolas, residuos urbanos y aguas residuales por vía fermentativa es considerada una alternativa prometedora para mitigar el efecto del cambio climático, reducir la contaminación de los cuerpos de agua y minimizar el impacto sobre el costo de los alimentos. La producción de hidrógeno mediante bacterias fermentativas (Clostridia, Ethanoligenens,) en ausencia de radiación solar, permiten la transformación parcial de sustratos orgánicos en H2 (60-70%), CO2 (30-40%) y ácidos grasos volátiles (acético, butírico, i-butírico, propiónico). El bioH2 es un combustible de características únicas puesto que su combustión produce únicamente agua y genera 2.75 veces más energía que otros combustibles (Jung et al., 2011). Ha sido evidenciado que la adición de hasta un 10% de H2 en una mezcla de biogás, mejora la eficiencia térmica de motores, reduce en un 57% la emisión de hidrocarburos y no incrementa significativamente la emisión de NOx debido a la acción diluyente del CO2 (Park et al., 2011; Porpatham et al., 2007). Recientemente se ha demostrado que resulta viable la producción de 1-20 L bioH2/L reactor-h usando sustratos simples como la glucosa, xilosa, sacarosa y lactosa mediante procesos continuos. Sin embargo, el costo de tales materias primas y la falta de estrategias para la operación optimizada de este tipo de procesos hace poco rentable su aplicación a nivel industrial. La operación optimizada del proceso dependerá del tipo de sustrato, del origen del inóculo, de la estrategia de operación, del tipo reactor y de variables como TRH (tiempo de retención hidraúlica), pH, alcalinidad, etc., (Demirbas, 2009; Hallenbeck et al., 2009; Hawkes et al., 2007; Khanal, 2008; Kvesitadze et al., 2012). En el presente trabajo se abordará inicialmente el estudio del efecto de la relación sustrato microorganismos (S/X) durante el arranque de un reactor acidogénico para producción de bioH2 en condiciones batch. Asimismo, este trabajo permitirá determinar las condiciones que maximizan la conversión del sustrato a bioH2 y valorar el potencial de un residuo agroindustrial como sustituto de los combustibles no-renovables.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:PROGRAMA NACIONAL DE SEMILLEROS DE INVESTIGACIÓN, CREACIÓN E INNOVACIÓN DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA 2013-2015
Modalidad:Modalidad 1: Proyectos para la introducción en la investigación, creación o innovación
Responsable