Transferencia de conocimiento y tecnología

México: Diseña UAM respirómetro con aplicación industrial

Imagen tomada del semanario UAM
Imagen tomada del Semanario UAM

Investigadores del Departamento de Biotecnología de la Unidad Iztapalapa de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) diseñaron un respirómetro de aplicación en los sectores agropecuario, alimentario, farmacéutico y químico, así como en la agricultura sustentable, la remediación de suelos y el tratamiento de residuos sólidos orgánicos.

La tecnología desarrollada en el Laboratorio de Biotecnología se encuentra patentada con el título Sistema de respirometría con administración remota para el monitoreo en línea de la concentración de CO2 y O2 y flujo de los gases de salida en procesos biológicos, que consiste en un prototipo para laboratorio susceptible de fabricarse en un nivel preindustrial.

El doctor Gerardo Saucedo Castañeda, profesor de la Unidad Iztapalapa señaló que en dicho laboratorio se ha trabajado desde hace más de 20 años en el diseño de estos prototipos y se está ya en la posibilidad de escalarlos al plano industrial. En este caso se trata de un sistema para medir CO2 y O2 en corrientes gaseosas provenientes de procesos biológicos –fermentación en medio sólido, entre otros– y se basa en una metodología nueva para el monitoreo en línea, lo que permite el análisis y la toma de decisiones en tiempo real. Saucedo Castañeda añadió que el sistema de respirometría es aplicado en métodos productivos sustentados en crecimientos microbiológicos o bacterianos, por lo que es necesario en los sectores agropecuario, alimentario, farmacéutico y químico, y de tratamiento de aguas y residuos, entre otros.

El dispositivo –desarrollado junto con el doctor Ernesto Favela, adscrito también al Departamento de Biotecnología– consiste en hardware y una serie de equipos electrónicos encargada de medir la respiración en determinados mecanismos biológicos que se llevan a cabo con la ayuda de levaduras, bacterias y hongos. “Éstos respiran igual que los seres humanos, es decir, consumen oxígeno, exhalan CO2 y lo que hace este equipo es medir la concentración de CO2 en el aire y el flujo constante a través de fermentadores, que pueden ser muy pequeños o muy grandes”, puntualizó.

Este control puede llevarse a cabo de manera remota, ya que se aprovechan las posibilidades que ofrece Internet y, por lo tanto, no debe tomarse muestra alguna pues esto permite decidir en el momento para manejar y mantener supervisión del proceso. “Esto es muy importante para el caso de reactores a una escala mayor”, comentó.

El doctor Saucedo Castañeda expuso que los ámbitos de aplicación son diversos y van desde la producción de hongos hasta su utilización en diversas industrias e incluso la remediación de suelos. Para favorecer la agricultura sustentable, por ejemplo, es posible la generación de semillas de hongos comestibles en situaciones controladas. Otra aplicación es el manejo biológico de plagas, es decir, el uso de microorganismos tales como hongos antagonistas de los tipos de insectos que atacan cultivos de maíz, jitomate y limón, entre otros, para cada siembra en particular. “Lo que usamos es un antagonista que podamos producir como arma de control biológico a través de esos sistemas; con el respirómetro podemos medir qué tanto avanza la producción de esos hongos”.

La biorremediación de suelos es otro ámbito en el que el dispositivo puede ser de gran utilidad. Aquellos contaminados con petróleo, por ejemplo, son tratados en muchas ocasiones con microorganismos, bacterias o levaduras que atacan a los hidrocarburos y una manera de saber cómo avanza la degradación de dichos contaminantes es saber qué tanto CO2 se está formando.

 El CO2, sin embargo, también puede resultar contaminante y provocar un efecto invernadero; “entonces lo que hacemos es capturar el CO2 porque es nutriente de algunas microalgas y descontaminar para producir un bien o servicio”. El CO2 que se captura puede servir además para el cultivo de algas y la obtención de proteínas –la espirulina– y hay algunas que concentran lípidos, grasas que pueden usarse en la generación de biodiésel.

También existen otras que producen hidrógeno, un combustible limpio. El tratamiento de residuos sólidos orgánicos –urbanos o industriales– así como la detección de metano en línea en el tratamiento de aguas residuales y desechos son otros campos de aplicación muy importantes. En el Laboratorio se trabaja en ambos casos, comentó el investigador, enfatizando que el empleo de estos prototipos es muy amplio porque sólo tienen que cambiarse los sensores, de manera que es posible medir CO2, amoniaco, metano, entre muchos otros compuestos. En todos los casos es necesario saber calcular lo que ocurre durante los procesos, enfatizó.

Fuente: Semanario de la UAM Vol. XX No. 18