<\/p>\n
Las reacciones que tienen lugar en el sistema son la oxidaci\u00f3n de materia org\u00e1nica en el \u00e1nodo y reducci\u00f3n de un oxidante (e.g. ox\u00edgeno) en el c\u00e1todo. En la c\u00e1mara an\u00f3dica todos los contaminantes org\u00e1nicos presentes en el agua residual pueden potencialmente ser oxidados por la microflora presente y actuar como dadores de electrones para el circuito de la pila.<\/p>\n
El lugar de las MFCs en una planta de tratamiento de aguas est\u00e1 en la etapa de tratamiento secundario o biol\u00f3gico, en su versi\u00f3n anaerobia; bien sea sustituyendo o bien complementando a tratamientos anaerobios actuales. Una combinaci\u00f3n de MFCs y tratamiento anaerobio tradicional, situando cada uno de ellos en el punto de la planta donde las caracter\u00edsticas del influente contribuyen a que el proceso se desarrolle de forma \u00f3ptima en cada uno de los sistemas, parece la opci\u00f3n m\u00e1s efectiva. Las MFCs por ejemplo, responden a bajas concentraciones de materia org\u00e1nica y a bajas temperaturas m\u00e1s eficazmente que la digesti\u00f3n anaerobia no electrog\u00e9nica (Rabaey et al., 2007; Rozendal et al., 2008). En comparaci\u00f3n con otras tecnolog\u00edas de depuraci\u00f3n anaerobia de aguas las MFCs generan menor cantidad de fangos con el consiguiente ahorro en costes que el tratamiento y eliminaci\u00f3n de \u00e9stos ocasionan, adem\u00e1s de aumentar la velocidad de depuraci\u00f3n (velocidad de digesti\u00f3n de la materia org\u00e1nica contaminante) del agua y reducir (por la generaci\u00f3n de electricidad) de aporte externo de energ\u00eda necesario para los distintos procesos de depuraci\u00f3n. Aunque a\u00fan en plena etapa de desarrollo (primeras pruebas con agua residual en el 2001), la tecnolog\u00eda de pilas de combustible microbianas puede ser una aportaci\u00f3n significativa en el camino hacia una gesti\u00f3n de la salubridad de las aguas servidas cada vez m\u00e1s sostenible y asequible. (Aelterman et al., 2006)<\/p>\n
\u00a0En 1910, el bot\u00e1nico ingl\u00e9s M.C. Potter llev\u00f3 a cabo el primer intento de utilizar microbios para producir electricidad (Potter, 1910). Sus resultados fueron ampliamente difundidos en 1931 cuando el qu\u00edmico americano B. Cohen, apoy\u00e1ndose en el conocimiento generado por sus colegas investigadores durante el siglo previo, cre\u00f3 las primeras medias pilas microbianas, que conectadas en serie fueron capaces de proporcionar un voltaje de 35v a una corriente de 2mA (Cohen, 1931)<\/p>\n
Durante los a\u00f1os 1950 y 1960, en paralelo al primer proyecto de pila de combustible de hidr\u00f3geno, algunos programas espaciales lanzados por los Estados Unidos dieron lugar a una etapa de desarrollo de las pilas de combustible microbianas como posible sistema de gesti\u00f3n de residuos org\u00e1nicos en lanzamientos espaciales. Al mismo tiempo, la creaci\u00f3n de sistemas de abastecimiento energ\u00e9tico para marcapasos utilizando biopilas de combustible, utilizando enzimas aisladas, empez\u00f3 a ser tambi\u00e9n objeto de proyectos de investigaci\u00f3n (Bullen et al., 2006).<\/p>\n
El primer prototipo de pila de combustible microbiana (microbial fuel cell, MFC) similar a las configuraciones actuales fue lanzado por S. Suzuki en 1973. Al final de la d\u00e9cada de los 70,\u00a0 se gener\u00f3 el primer modelo computacional de pila de combustible biol\u00f3gica (di Salvo et al., 1979 a y b).<\/p>\n
En la d\u00e9cada de los 80, el inter\u00e9s alrededor de las pilas de combustible microbianas creci\u00f3 de forma significativa y las bases reguladoras del consorcio microbiano como catalizador an\u00f3dico empezaron a ser investigadas en trabajos llevados a cabo con cultivos puros, mediadores para la transferencia de electrones entre bacterias y electrodos y fuentes de carbono no complejas (Bennetto Delaney and Mason, 1985; Thurston et al., 1985; Delaney et al., 1984; Roller et al., 1984; Bennetto et al., 1983; Stirling et al., 1983; Tanaka et al., 1983; Suzuki and Aizawa, 1980). Durante los a\u00f1os 90 la avidez por una mejor comprensi\u00f3n de estos sistemas hizo proliferar la experimentaci\u00f3n con distintas configuraciones de reactor y combinaciones de fuentes de carbono, y las eficiencias coulombicas conseguidas aumentaron de forma considerable (Cooney et al., 1996; Bennetto H.P., 1990). En esta etapa, microorganismos capaces de transferir por s\u00ed mismos (sin mediadores) los electrones al electrodo como aceptor final fueron identificados, se exploraron distintas aplicaciones de las MFCs como biosensores (Kim et al., 1999) y se generaron nuevos modelos del proceso (Zhang and Halme, 1995). En esas dos d\u00e9cadas (80s y 90s) el trabajo de M.J. Allen and H.P. Bennetto es especialmente notable. Ellos empezaron a concebir los sistemas MFC como una opci\u00f3n complementaria para la generaci\u00f3n de electricidad, especialmente en pa\u00edses en desarrollo (Bennetto, 1993).<\/p>\n
Desde el principio del siglo XXI, fuentes de carbono tan complejas como el agua residual o los purines se consideraron como posibles combustibles para estos sistemas y fueron testadas con \u00e9xito. Se demostr\u00f3 que es posible depurar el agua residual y extraer simult\u00e1neamente energ\u00eda de la materia org\u00e1nica contaminante en ella (Scott and Murano, 2007; Aelterman et al., 2006; You et al., 2006b; He et al., 2005; Min et al., 2005; Logan, 2004; Park and Zeikus, 2001).<\/p>\n
En la actualidad grupos de investigaci\u00f3n de todo el mundo trabajan en el an\u00e1lisis y desarrollo de esta tecnolog\u00eda que, por su naturaleza, se da de forma interdisciplinar, incluyendo desde aspectos de biolog\u00eda molecular (Lovley, 2006; Bond and Lovley, 2005; Rabaey et al., 2004; Rabaey et al., 2005; Rabaey et al., 2007; Kim et al., 2002) a cuestiones de electroqu\u00edmica e ingenier\u00eda (Ieropoulos et al., 2005a; Ieropoulos et al., 2005b; Menicucci Jr et al., 2005; Liu et al., 2004; Oh et al., 2004). Figura 1.<\/p>\n
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