Muchos de los procesos actuales de obtención de energía no son amigables para el ambiente, pues utilizan recursos no renovables, causando daños en los ecosistemas y agotamiento de los recursos fósiles. Por tal motivo, la búsqueda de fuentes sustentables para obtención de energía es una tarea que está siendo hoy en día investigada. El uso del hidrógeno como combustible representa una alternativa energética amigable para el ambiente, pues el único producto de su combustión es el agua. Por otro lado, el hidrógeno puede ser producido utilizando diferentes recursos amigables para el ambiente como compuestos orgánicos como los que se encuentran en los residuos y aguas residuales. La producción de hidrógeno mediante procesos biológicos provee un amplio rango de alternativas como la fotólisis directa e indirecta, los procesos fermentativos en fase oscura y en fase luminosa y sus combinaciones para la generación eficiente y económica de combustibles. En procesos fermentativos, la oxidación completa de un mol de glucosa produce, en los mejores casos, solo 4 moles de hidrógeno. De esta forma, la combinación de procesos fermentativos en fase oscura y lumínica ha sido propuesta como una alternativa para mejorar la productividad de H2. Mediante el uso de energía luminosa y bacterias purpuras no-azufradas es factible alcanzar hasta 8 mol de H2 por mol de glucosa alimentado al proceso, lo cual se adicionaría a las 4 moles obtenidas mediante la fermentación de los sub-productos generados en la fase oscura. Debido a que la energía libre de Gibss es positiva, en la foto-fermentación la reacción no es espontánea y requiere energía externa que puede ser proporcionada por una fuente de luz artificial o solar. De esta manera, el objetivo de este proyecto es identificar y evaluar las variables que afectan tanto la velocidad de producción como el rendimiento de hidrógeno en un proceso foto-fermentativo utilizando aguas residuales como sustrato. El proyecto está enfocado al mejoramiento de la eficiencia del proceso de producción de bio-hidrógeno a partir del estudio y compresión de las limitantes más comunes observadas en la etapa de foto-fermentación. A lo largo del estudio se hará un seguimiento de la comunidad microbiana presente en los procesos. Una vez determinadas las mejores condiciones, se espera acoplarlo a un sistema de fermentación oscura, instrumentado y automatizado, tal que se mantengan las condiciones de operación que garanticen tanto la mayor velocidad de producción como los mayores rendimientos del proceso en términos de hidrógeno producido y de energía suministrada. El proceso resulta interesante desde el punto de vista de sostenibilidad, puesto que busca la solución de un problema ambiental asociado al tratamiento de aguas residuales y adicionalmente se orienta a la evaluación del potencial de una fuente renovable para la producción de energía. Igualmente, se espera generar al menos tres publicaciones internacionales así como la difusión en congresos nacionales e internacionales. Participarán tres alumnos de posgrado (dos de maestría y uno de doctorado) y de licenciatura.

La propuesta busca el mejoramiento de la eficiencia del proceso de producción de bio-hidrógeno a partir del estudio y compresión de las limitantes más comunes observadas en la etapa de foto-fermentación. Una vez determinadas las mejores condiciones, se espera a través de la automatización y el control de proceso mantener unas condiciones de operación tales que garanticen tanto la mayor velocidad de producción como los mayores rendimientos del proceso en términos de hidrógeno producido y de energía suministrada. El proceso resulta interesante desde el punto de vista de sostenibilidad, puesto que busca la solución de un problema ambiental asociado al tratamiento de aguas residuales y adicionalmente se orienta a la evaluación del potencial de una fuente renovable para la producción de energía.