Listado de capacidades

La línea de investigación en Celdas de Combustible Microbiana (CCM) se ha abordado por el equipo proponente tanto desde la perspectiva de materiales de electrodos, como de optimización de condiciones de operación e ingeniería de biopelícula, considerando el crecimiento de las bacterias electroactivas cómo componente crítico de la celda, ya que el proceso de transformación de la energía química contenida en la materia orgánica a energía eléctrica depende directamente del metabolismo bacteriano. La ejecución de la línea de investigación en CCM para el tratamiento de aguas residuales y generación de energía eléctrica por el equipo proponente, ha logrado validar un prototipo de CCM con un consorcio de bacterias electrogénicas seleccionadas a escala de laboratorio, lo cual se logró incluyendo el área de materiales y de la microbiología para la generación de preguntas de investigación críticas en esta materia. Por lo tanto, se puede citar por una parte el estudio de la propiedad de biocompatibilidad de materiales anódicos como: i) tela de carbón, ii) grafeno reducido, iii) grafeno funcionalizado con nanopartícula de oro y nickel y su impacto en el desempeño eléctrico de la CCM, que además metodológicamente permitió validar un procedimiento de fabricación de ánodos de grafeno reducido. Por otro lado, se han generado resultados relevantes para optimizar condiciones de operación de la CCM como la selección de una resistencia externa, contrastando condiciones como el efecto del uso de: i) 10 Ω, ii) 48 Ω, iii) 500 Ω y iv) 1000 Ω, así como también, en la evaluación de la distancia entre electrodos comparando el efecto de un distanciamiento entre 5 y 10 cm. Además, en consideración de la problemática global de esta tecnología que se refiere a su baja eficiencia energética, se ha profundizado en la comprensión de la formación de la biopelícula electrogénica y mecanismos involucrados en la transferencia de electrones extracelular al ánodo, como una brecha crítica de investigación, ya que los avances en la investigación del área de la ingeniería y de materiales, no ha logrado resolver aspectos del bioproceso que están directamente relacionados al metabolismo y cinética de bacterias electrogénicas que realizan el proceso de transformación desde la oxidación de la materia orgánica a la generación de energía eléctrica, por la entrega de electrones por diferentes mecanismos utilizados por los microorganismos. En este sentido se ha identificado variables críticas que han correlacionado significativamente (P<0,05) con la máxima densidad de potencia alcanzada en el prototipo de CCM validado en laboratorio, las cuales han sido contrastadas con cultivos de bacterias electrogénicas puras como Shewanella oneidensis y Geobacter sulfurreducens, así como con muestras de agua residual de sanitaria (facilitados por Essbio S.A.), donde se han caracterizado según tipo de reactor y se ha logrado seleccionar efluentes más idóneos, como los provenientes de clarificadores primarios, que en estudio de comunidades microbianas a través de metagenómica del gen 16 S ribosomal, ha presentado una mayor abundancia de taxones de bacterias electroactivas, como las provenientes del género Geobacter sp. Entre principales resultados de investigación a escala de laboratorio, en la línea de investigación en celdas de combustible microbiana, se destaca la fabricación de electrodos anódicos para CCM, la evaluación de la propiedad de biocompatibilidad de ánodos en función de materiales utilizados, lo cual también permitió caracterizar la estructura de la biopelícula formada en los diferentes materiales anódicos, condiciones operacionales de CCM, donde hubo diferencias significativas relacionadas a la distancia entre electrodos en la configuración de la CCM y en el uso de resistencias externas, donde se demostró que la resistencia externa de 10 ohm tuvo un efecto significativamente superior para optimizar el desempeño eléctrico de la CCM. A partir de condiciones de operación que mostraron mejor resultados de desempeño eléctrico de la CCM, se seleccionó tipo de agua residual que se caracterizó y determinó abundancia de bacterias electrogénicas, destacándose la presencia de bacterias del género Geobacter, así como cepas del consorcio electrogénico de Shewanella sp. y Geobacter sp., cuyos parámetros cinéticos se validaron para su crecimiento, estructura de biopelícula, expresión génica de citocromo involucrado en transferencia de electrones, que en análisis de correlación múltiple, dio lugar a un modelo matemático que explicó la maximización del desempeño eléctrico en relación a propiedades de la biopelícula electrogénica.

Evaluación de alimentos utilizados en salmonicultura

Cultivo y bioensayos de fases tempranas (esporas, gametos) de macroalgas marinas.

Bioensayos in vitro en líneas celulares de mamíferos y peces: cultivo de células, desarrollo de modelos celulares, evaluación de toxicidad, expresión génica, fagocitosis y neurotoxicidad.