ESCUELA DE DOCTORADO

 
Tesis Doctorales de la Universidad de Alcalá
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EXPLORING METLAND TECHNOLOGY: TREATING WASTEWATER BY INTEGRATING ELECTROMICROBIOLOGY INTO NATURE-BASED SOLUTION
Autor/aPrado de Nicolas, Amanda
DepartamentoQuímica Analítica,quím.física e Ing.quím
Director/aEsteve Núñez, Abraham
Fecha de defensa03/09/2021
CalificaciónSobresaliente Cum Laude
ProgramaHidrología y Gestión de los Recursos Hídricos (RD 99/2011)
Mención internacionalSi
ResumenEl agua, además de ser fuente de vida, es un factor indispensable para un desarrollo social, económico y medioambiental. Actualmente, el uso global de agua se ha multiplicado por seis en los últimos 100 años, y continúa aumentando. Lo que antes era un bien de primera necesidad accesible a la mayoría de la población, ahora ha llegado a cotizar en bolsa (Nasdaq Veles California Water Index) para poder comprar el derecho a usarlo en el futuro. Una de las medidas urgentes que se han adoptado a nivel mundial está recogida en la Agenda 2030 de las Naciones Unidas. En ella se establecen los Objetivos de Desarrollo Sostenible, entre los que se encuentra el ¿garantizar la disponibilidad de agua y su ordenación y saneamiento sostenible¿. Es en este contexto donde las Soluciones basadas en la Naturaleza (NBS, por sus siglas en inglés) pueden aportar una alternativa para el tratamiento de aguas residuales. Los humedales construidos constituyen un tipo de NBS basados en la creación de unas condiciones óptimas para el desarrollo de bacterias capaces de eliminar los contaminantes del agua. Además, cuentan con una vegetación específica que aporta soporte físico y biogeoquímico de la comunidad microbiana, lo que permite que sea un ecosistema muy resiliente. La electroquímica microbiana es una disciplina emergente que estudia la interacción entre microorganismos y materiales conductores de la electricidad. Su vertiente más aplicada está representada por las Tecnologías Electroquímicas Microbianas (METs, por sus siglas en inglés). Estos sistemas aprovechan el mecanismo de transferencia extracelular (EET) que presentan las bacterias electroactivas para convertir la energía química, almacenada en los contaminantes del agua, en corriente eléctrica. Una de las METs con mayor impacto ambiental son los METland®. El término nace de la incorporación de las METs a los humedales (wetlands) construidos con el objetivo de intensificar esta tecnología; es decir, aumentar la eficiencia de tratamiento de contaminantes del agua residual por unidad de superficie. El lecho de los METland® es de material carbonoso conductor de la electricidad, lo que permite que las bacterias electroactivas, como Geobacter, lo utilicen como aceptor terminal de electrones (TEA) extracelular. Esta fuente inagotable de TEA estimula el metabolismo oxidativo de las bacterias, incrementando la oxidación de contaminantes Esta tesis ha explorado la denominada tecnología METland®, operándola siempre en condiciones de anegación, donde los procesos anaerobios cobran más importancia.