Mejoras en el potencial de generación de energía eléctrica de plantas vivas a partir de celdas de combustibles microbiano
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Carbonell Navarro, Stalin José | 2021
La presente tesis, es una investigación relacionada con la evolución en tecnologías de generación de electricidad. Desde la creación de la tendencia Green Energy los entes de educación, centros investigativos y demás que organismos cuya temática es enfocada en esta rama buscan alternativas de inclusión para que en el planeta se adopten diferentes alternativas con el fin de alcanzar un desarrollo sostenible y de esta manera impulsar a los mismo en la fomentación de nuevas soluciones en materia de reducción de impacto ambiental (Once, 2017). Es de conocimiento que en la actualidad se requiere generar energía de manera confiable y sostenible para hacer frente ante el crecimiento de la demanda de energía (5.7% - 4.4% porcentaje de crecimiento en energía eléctrica en Colombia)(XM. “filial ISA,” 2018), el agotamiento de los combustibles fósiles y la contaminación ambiental. Esta generación de energía está relacionada con los recursos naturales inagotables que el planeta nos provee como lo es el sol, agua tierra y fuego; produciendo como resultado energías del tipo solar, eólica y la bioenergía(Schallenberg et al., 2008). En consecuente a esto la investigación respecto a las Fuentes No Convencionales de Energía en especial las de uso Renovable (FNCER), pero con la sugerencia de que estas generen el menor o no impacto ambiental posible al momento de generar electricidad. La planificación de un conjunto de actividades que lleven a un país o nación a un desarrollo sostenible, seguridad, estudio y cuidado ambiental han sido los pilares para la generación de energía eléctrica con el menor impacto posible, en consecuencia, a esto, nace la alternativa de generación y tema de principal de esta tesis, el cual se encuentra fundamentado en la búsqueda de una alternativa que permita aumentar o mantener el potencial de generación de energía eléctrica mediante el proceso de Plant Microbiall Fuel Cell (PMFC) en sus siglas inglesas. La cual ha comenzado a ser enfoque de estudio en diferentes instituciones y centros de investigación internacional, con la finalidad de cambiar los paradigmas respecto a las Fuentes Convencionales de Energía (FCE). Logrando observar la aplicabilidad de esta tecnología sin generar impacto ambiental y sin causar daños en el recurso natural de generación que para este caso será la planta. Durante el proceso investigativo de este tema se pudo analizar que, en diferentes países del mundo, basan su investigación en tres aspectos:
En primer lugar, parten de la implementación de la técnica Microbial Fuel Cell (MFC) la cual consiste en celdas de combustible microbiano que por su composición química interna cuenta con la capacidad de convertir toda la energía química de un compuesto, típicamente glucosa o cualquier forma de materia orgánica (Sustrato Natural) en energía eléctrica. En segundo lugar, se encuentra la interacción del sistema anterior en contacto con una planta viva, con el fin de aumentar el potencial de generación de electricidad con la ayuda neta del proceso químico natural de las plantas Fotosíntesis a este proceso se le llama Plant Microbiall Fuel Cell. Y en tercer lugar se hace referencia a lograr una técnica que permita obtener un aumento significativo en las variables eléctricas básicas (Voltaje, Corriente, Potencia) de cualquier sistema eléctrico, para así mantener y poder aprovechar la energía generada por esta tecnología. Como evidencia de esto se encuentra el prototipo de universitarias chilenas que se basaron en la implementación de esta tecnología de generación y la ayuda fundamental de la presencia de la Luz, Dióxido de Carbono y Agua. Para lograr que la plantas haga su proceso natural fotosintético y cuando esto sucede una parte grande de la materia orgánica generada es excretada por la planta y devuelta nuevamente a el suelo, esta materia orgánica es consumida por microorganismos que viven en el suelo, liberando electrones como resultado de este consumo, estos son recolectados mediante electrodos hechos de material conductor de electricidad que adhieren a sus paredes los mismo, brindando como resultado energía limpia y aprovechable(Piyare, Murphy, Tosato, & Brunelli, 2017)(Wetser, Liu, Buisman, & Strik, 2015)(Guan, Tseng, Tsang, Hu, & Yu, 2019). El objetivo principal de este proceso investigativo es construir un prototipo funcional que permita mostrar la técnica o mecanismo usado para lograr mantener y aumentar el potencial de generación que esta técnica puede ofrecer, presentar indicaciones respecto al uso dado actualmente y las restricciones que esta contiene al momento de encontrarse en funcionamiento. El proyecto en su estructura general presenta una estructura del tipo experimental en la cual inicialmente, se realizó una investigación en las bases de datos de información Scopus, Web Of Science, Science Direct , con el fin de estudiar todas la variantes en este proceso de generación, en segunda instancia se elaboró un diseño y pruebas con la finalidad de la identificación del sustrato de la planta optimo en generación y que no presenten daños internos en planta, es decir que no ocasione la muerte de la planta, y en el último lugar se plantean alternativas para aumentar el nivel de generación manteniendo las condiciones de generación anteriormente mencionadas. El principal aporte de este proceso investigativo es mostrar un conjunto de pautas para el desarrollo e implementación de esta tecnología desde nuestros hogares, como forma de contribuir por nuestra parte a la sociedad al buen uso de los recursos naturales y las nuevas formas de generación con menos huella de carbono en ellas.
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