Detalles
- activo
- Código: IDIPI-273
- Fecha de Inicio: 2022-01-03
- Fecha de Fin: 2023-12-31
- Resumen: Para analizar el problema de los residuos en el origen hay que considerar que antes de que estos sean desechados fueron primero materia prima, partiendo de este concepto se conoce que todos estos materiales son procedentes de la Tierra, en cuya producción y consumo, se ha empleado, además, energía y agua. Solo 7 países, que son únicamente el 20% de la población mundial, consumen más del 50% de los recursos naturales y energéticos de nuestro planeta. Sin embargo, nuestro planeta tiene una cantidad limitada de estos valiosos recursos: su sobreexplotación y el incremento de la contaminación significa una amenaza para la capacidad regenerativa de los sistemas naturales. Una MFC (Celda de Combustible Microbiano) convierte un sustrato biodegradable directamente a electricidad. Esto se consigue cuando las bacterias, a través de su metabolismo, transfieren electrones con o sin ayuda de mediadores redox solubles desde un donador, tal como la glucosa, a un aceptor de electrones. Por lo tanto, la conversión de energía química en eléctrica es posible en este tipo de dispositivos electroquímicos donde la electricidad se obtiene a partir de una fuente extensa de requerimiento nutricional considerada potencialmente contaminante y como subproducto de este proceso se obtiene hidrógeno en estado gaseoso y cuando éste reacciona con el ambiente se produce H20, siendo esta tecnología amigable con el ambiente en todos sus periodos de funcionamiento El enfoque que se da actualmente en el campo de las MFCs se debe especialmente al uso de microorganismos electrogénicos que mediante la incorporación de un sustrato orgánico e inorgánico contaminante o proveniente de un desecho en estado sólido o líquido pueden transferir electrones a un ánodo y de esta forma bajar cargas contaminantes como a su vez producir bioelectricidad. En la actualidad el grupo de investigación y desarrollo para el ambiente y el cambio climático GIDAC-ESPOCH, ha venido trabajando en determinar la eficiencia de inóculos microbianos, sustratos como requerimientos nutricionales, y materiales tales como el grafeno y magnetita, buscando un mayor rendimiento y densidad de potencia de salida. Siguiendo estos preceptos, el GIDAC, propone el uso de celdas de combustible microbianas en la remoción de metales pesados, abriéndose una oportunidad para la utilización de materiales nanoestructurales de carbón que potenciarán la reducción de Cr (VI) y adicionalmente permitir una mayor generación de electricidad a un nivel aplicativo y practico hacia la sociedad donde necesite sistemas de tratamiento más efectivos, amigables con el ambiente y con miras a ser autosustentables. La ESPOCH diseñará y construirá MFCs con el propósito de optimizar la generación de electricidad se incorporarán electrodos compuestos de grafeno, nanotubos de carbón, carbón activado o una mezcla de estos materiales, logrando una estabilidad y mejor generación de voltaje, corriente y potencial, incluyendo microorganismos previamente identificados y también sustratos contaminantes; se obtendrá la adaptación de estas bacterias a un medio específico. Con el apoyo de la Universidad de Saskatchewan se generará un modelo matemático que prediga el funcionamiento de una celda de combustible microbiana (MFC) de configuración simple se establecerá efectivamente los parámetros de funcionamiento ideal a condiciones normales y reales, lo cual permitirá realizar una aplicación a escala piloto del tratamiento de un efluente contaminado y la producción a la par de bioelectricidad. La forma de valoración se realizará mediante medición y monitoreo de variables energéticas como corriente y voltaje obtenidas de las configuraciones aplicadas a las MFCs. Generando una base de datos, los cuales posteriormente serán evaluados mediante métodos estadísticos con el fin de determinar la efectividad de remoción de la carga contaminante en comparación a sistemas tradicionales a más de la producción de corriente y voltaje. Finalmente se entregará un modelo en funcionamiento de una MFC tratando agua residual contaminada sea con metales pesados (Cr+6) o lixiviados y produciendo niveles de energía renovable satisfaciendo el propósito de esta investigación. Adicional, dentro de la temática de energías renovables, el proyecto pretende incursionar en sistemas termosolares para pasteurización de leche en la producción de quesos y aprovechamiento del lacto suero en comunidades de la provincia de Chimborazo; con la intención de generar un valor agregado en los productos que actualmente nuestros ganaderos producen y comercializan, generando procesos participativos de cambio social y económico. Permitiendo que estas alianzas creen cambios significativos y palpables en pro de un desarrollo territorial.
- Objetivo General: Identificar las oportunidades y desafíos de la implementación de energía renovable (bioelectricidad y termosolar) como desarrollo territorial en sectores de la Provincia de Chimborazo
- Objetivos Específicos: 1. Diseñar y construir Celdas de Combustible Microbianas optimizando la generación de electricidad a través del uso de nanomateriales como electrodos, Generando un modelo matemático que prediga el funcionamiento de una Celda de Combustible Microbiano. 2. Desarrollar un prototipo a escala real de una MFC con operación en flujo continuo para la generación de electricidad y el tratamiento de aguas residuales. 3. Validar la viabilidad técnica-económica de sistemas de energías renovables en sectores de la Provincia de Chimborazo
- Beneficiarios: Usuarios: Beneficiarios inmediatos: Los beneficiarios Inmediatos serían los investigadores, docentes y estudiantes tanto de la Facultad de Ciencias y la Facultad de Recursos, debido a que el ente proponente es un Grupo de Investigación GIDAC-CEAA que engloba diversas áreas multidisciplinarias, laboratorios y oficinas, por lo tanto será una entrada para que se lleven a cabo prácticas profesionales, trabajos de titulación y sitio para el cumplimiento de profesores que declaran investigación en sus horas estafeta, desarrollando y aportando con información, ciencia y también transfiriendo conocimiento a alumnos fomentando la investigación científica en la ESPOCH. En cuanto a la parte académica existirá la capacitación constante en temas relacionados a manejo de softwares de simulación matemática, obtención de energía manejando equipos de laboratorio y temas de preservación y enseñanza de la importancia de páramos en la sociedad, se estimaría el entrenamiento no mínimo de 2 docentes de la ESPOCH, y dos Técnicos de Investigación, como también practicantes y pasantes añadidos a este proyecto, estimando unas 4 personas en total de la institución que manejarían los protocolos de enseñanza y los diseños de Celdas de Combustible Microbianas para producir y monitorear bioenergía. Beneficiarios mediatos: Al desarrollar una tecnología capaz de tratar desechos orgánicos como aguas residuales de índole especial, el Grupo de Investigación y la ESPOCH serían los pioneros en la provincia, los beneficiarios indirectos serían, cada uno de los habitantes de Chimborazo debido a que se establecería un precedente en la disposición de Residuos Sólidos y de un sistema no convencional potencialmente autosustentable para el tratamiento de efluentes contaminantes. Las diferentes facultades involucradas en el proyecto de la ESPOCH pueden fortalecer sus investigaciones al hacer uso de los equipos, diseños e instalaciones designadas para el área investigativa. Las Instituciones involucradas como otras podrán ser beneficiadas mediante acuerdos generados para la continuación en la creación y desarrollo de proyectos, obras de relevancia y registros de derecho de autoría científicos, destacando la participación de la ESPOCH a nivel Nacional e Internacional.
Miembros
-
CRISTINA GABRIELA CALDERON TAPIA -
Director proyecto
cristina.calderont@espoch.edu.ec
SENIOR -
NORMA SOLEDAD ERAZO SANDOVAL -
Subdirector proyecto
nerazo@espoch.edu.ec
SENIOR -
DARIO FERNANDO GUAMAN LOZADA -
Investigador docente
dariof.guaman@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
JOSSETH ELENA MORAN CABEZAS -
Investigador estudiante regular
josseth.moran@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
VICTOR MANUEL MIÑO SATIAN -
Investigador estudiante regular
victor.minio@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
LADY ITZAYANA REVELO RODRIGUEZ -
Investigador tesista de grado
lady.revelo@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
JENNY MARIA BERRONES YAULEMA -
Investigador tesista de grado
jenny.berrones@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
JHOSSELYN THALIA BASANTES GUEVARA -
Investigador tesista de grado
jhosselyn.basantes@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
NORLLY ALEXANDER CHUGA CANDO -
Investigador tesista de grado
norlly.chuga@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
MISHELL STEFANY VAZCONEZ TOSCANO -
Investigador tesista de grado
mishell.vazconez@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
JOMAYRA KAROLINA RIVAS VELEZ -
Investigador externo nacional
jomayra.rivas@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO -
MARíA CRISTINA SILVA CISNEROS -
Investigador externo internacional
flakcriss45@gmail.com
NO ASIGNADO -
ALEX FERNANDO GUAMBO GALARZA -
Técnico de investigación
aguambo@espoch.edu.ec
NO ASIGNADO
Grupos
- GRUPO DE INVESTIGACIÓN Y DESARROLLO PARA EL AMBIENTE Y EL CAMBIO CLIMATICO
Facultades
- INSTITUTO DE INVESTIGACIONES
Carreras
- INGENIERIA QUÍMICA
- QUIMICA
Programas
- MANEJO Y APROVECHAMIENTO DE RECURSOS RENOVABLES
Líneas
- ENERGÍAS RENOVABLES Y PROTECCIÓN AMBIENTAL 2019