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Academia Mexicana de Ciencias
Boletín AMC/049/09
México, D. F., 6 de abril de 2009

• Iván Moreno Andrade, del Instituto de Ingeniería de la UNAM, recibió el Premio Weizmann Kahn por su tesis Biodegradación óptima de compuestos fenólicos en un reactor discontinuo secuencial
• A través de su investigación, se diseñaron estrategias para biodegradar contaminantes presentes en la gran mayoría de las aguas residuales industriales
• El especialista subrayó la importancia de premiar investigaciones con aplicaciones para resolver problemas concretos

Iván Moreno Andrade, ganador del Premio Weizmann Kahn 2008 en el área de Ingeniería y Tecnología.
Foto: Cortesía. Iván Moreno Andrade
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La Academia Mexicana de Ciencias (AMC) y la Asociación Mexicana de Amigos del Instituto Weizmann de Ciencias, A. C., otorgaron el Premio Weizmann Kahn a la mejor tesis de doctorado en el área de ingeniería y tecnología a la tesis titulada Biodegradación óptima de compuestos fenólicos en un reactor discontinuo secuencial.

El autor del estudio, Iván Moreno Andrade, investigador del Instituto de Ingeniería de la UNAM, Campus Juriquilla, indicó que su objetivo fue diseñar estrategias que permitieran la biodegradación óptima de los compuestos fenólicos, contaminantes presentes en la gran mayoría de las aguas residuales industriales.

La nueva tecnología tiene aplicaciones en el tratamiento de descargas de la industria farmacéutica, petroquímica u otras industrias químicas, por ser capaz de degradar altas concentraciones de compuestos fenólicos. Actualmente, para tratar sus descargas, estas industrias tienen que diluirlas, lo cual implica contaminar más agua.

En entrevista, Iván Moreno señaló que, más allá de los resultados de ciencia básica para entender qué es lo que pasaba con los microorganismos, su equipo de trabajo aplicó estos conocimientos, se escaló la tecnología y ahora ya se cuenta con un prototipo industrial.

De acuerdo con el especialista en bioprocesos para el tratamiento de aguas, la biodegradación de los compuestos fenólicos es un reto tecnológico, ya que por su toxicidad inhiben la acción de los microorganismos que podrían biodegradarlos.

En una planta de tratamiento, explicó, los compuestos fenólicos, por su toxicidad, inhiben la acción de los microorganismos o, incluso, llegan a matarlos y si esto ocurre, puede ocasionar que una planta de tratamiento de agua tenga que suspender sus actividades durante semanas o meses.

Durante la investigación, la degradación de los contaminantes ya mencionados se llevó a cabo en un reactor discontinuo secuencial, que de acuerdo con el doctor en ciencias biológicas, es aquel donde se emplean los mismos microorganismos para tratar el agua por lotes.

Lo que hicimos primero es una aclimatación, precisó, es decir, que los microorganismos se vayan adaptando a utilizar ese tipo de compuestos contaminantes como energía para sus funciones metabólicas.

Al respecto, apuntó que la tesis detalla los experimentos que se hicieron para observar cómo se iban aclimatando los microorganismos y de qué manera iba aumentando su capacidad para consumir los contaminantes.

Lo que hicimos, comentó, fue hacer una estrategia con la se monitoreó la actividad de los microorganismos. Con un sensor de bajo costo se midió el consumo de oxígeno y con ello fue posible conocer la tasa de respiración, indicó.

Ello se debe, dijo, a que cuando los microorganismos están degradando el sustrato tienen una mayor tasa de respiración, que es equiparable a una mayor tasa de degradación del contaminante.

Moreno Andrade añadió que esta estrategia consiste en usar un algoritmo de control para asegurarse de alimentar el reactor, sólo en la cantidad necesaria para que los microorganismos estén siempre en su máxima tasa de degradación.

Esta tecnología, continuó, permite que cuando la concentración de contaminantes está incrementando, y por lo mismo inhibiendo a los microorganismos, la alimentación del contaminante al reactor disminuya; por otro lado, la alimentación es insuficiente y de manera automática se incrementa el flujo de contaminante al sistema.

Para probar la estrategia de degradación óptima, los investigadores utilizaron primero un compuesto modelo, que es el 4 clorofenol, presente en las aguas residuales industriales de farmacéuticas, petroquímicas e industrias de plásticos.

Asimismo, mezclaron agua residual municipal con compuestos fenólicos para simular lo que contiene normalmente un agua residual industrial, obteniendo, según el galardonado, excelentes resultados al aplicar su estrategia de biodegradación.

El ganador del premio Weizmann Kahn aseguró que una de las principales preocupaciones consiste en desarrollar un proceso lo más automatizado posible, de manera que cualquier persona pueda operarlo con una capacitación adecuada.

El siguiente paso, expresó el experto en microbiología del tratamiento de aguas residuales, es probar el sistema con las aguas residuales de distintas industrias para ver el comportamiento tanto de los microorganismos como del sistema.

Sobre el premio que le otorgó la AMC, consideró que es importante que se reconozcan las investigaciones que “no sólo se quedan en el laboratorio”, sino que se puede emplear en las industrias y contribuir a resolver problemas del país.