Las bacterias p\u00farpuras est\u00e1n preparadas para convertir su inodoro en una fuente de energ\u00eda y material org\u00e1nico utilizable. Las aguas residuales dom\u00e9sticas y las aguas residuales industriales son muy ricas en compuestos org\u00e1nicos, y los compuestos org\u00e1nicos pueden ser muy \u00fatiles. Pero hay una trampa: todav\u00eda no conocemos ninguna forma eficaz de extraerlos de la sustancia viscosa. De modo que estos l\u00edquidos cargados de recursos se tratan y el material que contienen se manipula como contaminante. Una nueva investigaci\u00f3n planea abordar este problema y, adem\u00e1s, utilizar una soluci\u00f3n rentable y respetuosa con el medio ambiente.<\/p>\n\n\n\n
El futuro es p\u00farpura (y bacteriano) “Nuestro proceso de biorrefiner\u00eda basado en la luz podr\u00eda proporcionar un medio para cosechar energ\u00eda verde de las aguas residuales, con una huella de carbono cero”.<\/p>\n\n\n\n El estudio es el primer esfuerzo para aplicar bacterias fototr\u00f3ficas p\u00farpuras (fototr\u00f3ficas significa que absorben fotones, es decir, luz, mientras se alimentan) junto con estimulaci\u00f3n el\u00e9ctrica para la recuperaci\u00f3n de desechos org\u00e1nicos. El equipo demostr\u00f3 que este enfoque puede recuperar hasta el 100% del carbono en cualquier tipo de residuo org\u00e1nico, proporcionando gas hidr\u00f3geno a cambio, lo cual es muy bueno, ya que el gas hidr\u00f3geno se puede utilizar para crear c\u00e9lulas de energ\u00eda o energ\u00eda directamente.<\/p>\n\n\n\n Aunque el verde es el color del cartel para la fotos\u00edntesis, est\u00e1 lejos de ser el \u00fanico. El papel de la clorofila es absorber energ\u00eda de la luz; percibimos esta absorci\u00f3n como color. La clorofila verde, por ejemplo, absorbe las longitudes de onda que percibimos como rojas (que se encuentran frente al verde en la rueda de colores). Si alguna vez has jugado con la funci\u00f3n de correcci\u00f3n de color en el software gr\u00e1fico (al estilo de Photoshop, por ejemplo), sabes que eliminar los rojos en una imagen har\u00e1 que parezca verde. Aqu\u00ed se aplica el mismo principio.<\/p>\n\n\n\n Las plantas son generalmente verdes porque las longitudes de onda rojas transportan la mayor cantidad de energ\u00eda, y las plantas necesitan energ\u00eda para crear mol\u00e9culas org\u00e1nicas. Pero la sustancia viene en todo tipo de colores en una variedad de organismos diferentes. Las bacterias fototr\u00f3ficas tambi\u00e9n capturan energ\u00eda de la luz solar, pero utilizan una gama diferente de pigmentos, desde naranja, rojos y marrones, hasta tonos de p\u00farpura, para el trabajo. Sin embargo, el color en s\u00ed no es importante aqu\u00ed.<\/p>\n\n\n\n \u201cLas bacterias fototr\u00f3ficas de color p\u00farpura son una herramienta ideal para la recuperaci\u00f3n de recursos de los residuos org\u00e1nicos, gracias a su metabolismo altamente diverso\u201d, explica Puyol.<\/p>\n\n\n\n Estas bacterias utilizan mol\u00e9culas org\u00e1nicas y gas nitr\u00f3geno en lugar de CO2 y agua como alimento. Esto proporciona todo el carbono, los electrones y el nitr\u00f3geno que necesitan para la fotos\u00edntesis. El resultado final es que tienden a crecer m\u00e1s r\u00e1pido que otras bacterias o algas fototr\u00f3ficas y generan gas hidr\u00f3geno, prote\u00ednas y un tipo de poli\u00e9ster biodegradable como desecho.<\/p>\n\n\n\n Pero lo que realmente sell\u00f3 el trato para el equipo es que pueden decidir cu\u00e1les de estos productos de desecho producen las bacterias. Dependiendo de las condiciones ambientales como la intensidad de la luz, la temperatura y los nutrientes disponibles, uno de estos productos predominar\u00e1 en el material que excretan. El equipo duplic\u00f3 esta propiedad al inundar el medio ambiente de las bacterias con electricidad.<\/p>\n\n\n\n \u201cNuestro grupo manipula estas condiciones para ajustar el metabolismo de las bacterias p\u00farpuras a diferentes aplicaciones, seg\u00fan la fuente de residuos org\u00e1nicos y los requisitos del mercado\u201d, dice el coautor, el profesor Abraham Esteve-N\u00fa\u00f1ez de la Universidad de Alcal\u00e1, Espa\u00f1a.<\/p>\n\n\n\n “Pero lo que es \u00fanico en nuestro enfoque es el uso de una corriente el\u00e9ctrica externa para optimizar la producci\u00f3n productiva de bacterias p\u00farpuras”.<\/p>\n\n\n\n Este concepto, un “sistema bioelectroqu\u00edmico”, funciona porque todas las v\u00edas metab\u00f3licas de las bacterias p\u00farpuras utilizan electrones como portadores de energ\u00eda. Usan electrones cuando capturan luz, por ejemplo. Por otro lado, convertir el nitr\u00f3geno en amon\u00edaco libera electrones, que las bacterias necesitan para disipar. Al aplicar una corriente el\u00e9ctrica a las bacterias (es decir, bombeando electrones a su entorno) o extrayendo electrones, el equipo puede hacer que las bacterias cambien de un proceso a otro. Tambi\u00e9n ayuda a mejorar la eficiencia general de ambos procesos (consulta el principio de Le Chatelier<\/a>).<\/p>\n\n\n\n El equipo incluy\u00f3 un an\u00e1lisis de las condiciones \u00f3ptimas para la producci\u00f3n de hidr\u00f3geno en el papel (se basa en una mezcla de especies de bacterias p\u00farpuras). Tambi\u00e9n probaron el efecto de una corriente negativa (electrones suministrados por electrodos met\u00e1licos en el medio de crecimiento) sobre el comportamiento metab\u00f3lico de las bacterias.<\/p>\n\n\n\n Su primer hallazgo clave fue que la mezcla de nutrientes que alimentaba la tasa m\u00e1s alta de producci\u00f3n de hidr\u00f3geno tambi\u00e9n minimizaba la producci\u00f3n de CO2, lo que permitir\u00eda a las bacterias recuperar biocombustible de las aguas residuales con una huella de carbono baja, explica el equipo. El experimento de corriente negativa demostr\u00f3 que estas bacterias pueden usar electrones cat\u00f3dicos para realizar la fotos\u00edntesis.<\/p>\n\n\n\n
<\/strong>\u201cUno de los problemas m\u00e1s importantes de las plantas de tratamiento de aguas residuales actuales son las altas emisiones de carbono\u201d, dice el coautor Dr. Daniel Puyol de la Universidad Rey Juan Carlos, Espa\u00f1a.<\/p>\n\n\n\n