Identificación de un consorcio microbiano proveniente de relaves mineros que permita la generación de electricidad en una CCM

Abstract

Las celdas de combustible microbianas son una tecnología innovadora, que cada vez está tomando más impacto en la sociedad investigadora como en la social debido a que es un tipo de tecnología que generaría energía sin contaminar el medio ambiente usando un microorganismo o un consorcio de ellos, que, mediante su respiración celular, pueden llegar a generar electrones, es decir, energía eléctrica. Como sabemos el Perú al ser un país dependiente económicamente de la explotación minera, conlleva a generar grandes cantidades de residuos mineros, lodos activados y distintas pilas de lixiviados que son considerados un desperdicio altamente disponible que no tiene un valor industrial. En la presente investigación se diseñó una Celda de Combustible Microbiana, en la cual se tomó un relave minero proveniente del Centro de entrenamiento y procesos metalúrgicos Minera Porvenir S.A.C, se caracterizó fisicoquímicamente el relave minero mostrando un pH de 7.5 y una gran concentración de metales; donde se tomó mayor énfasis en la Plata, Plomo Cobre y Zinc. Se logró el aislamiento, identificación y caracterización molecular de bacterias presentes en el relave minero de mayor eficiencia con un tratamiento con Tween 80 al 1%, obteniendo así a las familias de microorganismos: Serratia, Erwinia, Rhodococcus, Agrobacterium y Acinetobacter. La celda de combustible microbiana tuvo como diseño un modelo tipo H, con tubos como conexión entre las cámaras separadas por una membrana, se utilizó como electrodo placas de grafito de alta densidad para el mejor transporte de los electrones. En la primera corrida experimental se analizó la concentración de metales dentro del relave minero, antes y después del proceso en la celda de combustible microbiana, donde se pudo comprobar que el consorcio podría funcionar no solo en la generación de electricidad, sino también para el tratamiento de estos lodos activados; ya que la concentración de los metales en mg/L disminuyó a menos de la mitad. En la segunda comparación se tuvo la implicancia de la resistencia externa dentro de las celdas de combustible microbianas, demostrándose que si hay una diferencia significativa de generación de electricidad entre el empleo de diferentes resistencias externas mostrando valores de 0.36283 W/m2 para la resistencia de 470 Ω, 0.37418 W/m2 para 500 Ω, 0.41337 W/m2 para 510 Ω y 0.28808 W/m2 para la resistencia externa de 560 Ω.; demostrándose que para poder producir electricidad, hubo dentro de la CCM una oxido reducción. Con estos resultados se comprobó que el consorcio microbiano pudo biorremediar el relave minero, pudo generar electricidad siendo una celda de combustible microbiana de pequeña escala. Palabras clave: celdas de combustible microbianas, CCM, Relave minero, lodo activado, resistencias externas.