Clarificacin̤ de agua con generacin̤ de energa̕elčtrica en una celda galvǹica Al-H2O2 - Alfonso Moreno Freddy Leonard; Gm̤ez Cervantes Diego Enrique; Universidad Libre, Bogot̀
La generacin̤ de energa̕ elčtrica por oxidacin̤ de aluminio produce el catin̤ Al3+ y especies como Al(OH)3, responsables de inducir la floculacin̤ en tratamientos de agua. Este artc̕ulo busca evidenciar que una celda galvǹica Al-H2O2 puede desestabilizar los sl̤idos suspendidos del agua empleada como electrolito de la celda, para describir un proceso de clarificacin̤ que genera energa̕ elčtrica en lugar de consumirla. As,̕ se elabor ̤una celda galvǹica con ǹodo de aluminio, ct̀odo de grafito, H2O2 como oxidante y una suspensin̤ de arcilla en solucin̤ KCl como electrolito que simul ̤el agua objeto de tratamiento; se evalu ̤la eliminacin̤ de turbidez en la suspensin̤, la diferencia de potencial y la corriente elčtrica generada. El sistema propuesto clarific ̤agua por floculacin̤ y disolucin̤, a la vez que gener ̤en promedio 0,613 V y 8,51 C entregados a una intensidad media de 157 μA. La hidrl̤isis de aluminio elimin ̤por floculacin̤ el 88,9 ł 1 % de turbiedad y mejor ̤al 96,6 ł 1 % al aądir H2O2, el cual solubiliz ̤partc̕ulas suspendidas, estimul ̤la liberacin̤ de corriente elčtrica y mitig ̤la cad̕a de voltaje. De esta manera, se presenta un sistema de obtencin̤ de energa̕ elčtrica a partir de un tratamiento primario de agua, inducido por subproductos de una transformacin̤ directa de energa̕ qum̕ica a elčtrica.Introduccin̤El escaso o nulo acceso a la energa̕ elčtrica ocasiona tratamientos de agua deficientes [1] que incrementan el riesgo de sufrir enfermedades asociadas a la ingesta de agua no apta para el consumo humano [2], las cuales han llegado a representar el 10 % de las enfermedades mundiales [3]. Los pas̕es en va̕s de desarrollo son los ms̀ vulnerables a padecer estos efectos [4], [5], y en adicin̤, son a los que ms̀ les cuesta obtener energa̕ de sus aguas, ya que la tecnologa̕ existente para ello es compleja y costosa [6], [7], por ejemplo, en Estados Unidos, el pas̕ con ms̀ plantas de tratamiento con autosuficiencia energťica (segn͠ reporte de Gu et al. [6] en 2017), menos del 10 % de štas presentan excedentes comercializables [6].Los procesos de tratamiento de agua a partir de los cuales se obtiene energa̕ suelen ser los tratamientos secundarios, sin embargo, la mayora̕ de estos procesos se encuentran en fase de prueba [6], como es el caso de las celdas de combustible que transforman energa̕ qum̕ica en elčtrica al oxidar y reducir contaminantes[8], mientras que los tratamientos biolg̤icos que producen biocombustibles, s ̕se encuentran en fase aplicable [6], [9]. Por su parte, los tratamientos fisicoqum̕icos primarios no se han contemplado para obtener energa̕ [6], [7], [9] e incluso se ha llegado a consumirla, como sucede en la electrocoagulacin̤ [10].Teniendo en cuenta que la suma de energa̕ obtenida en distintas etapas del tratamiento de agua podra̕ alcanzar tratamientos sostenibles [6], [7], se hace necesario desarrollar tecnologa̕s que permitan obtener energa̕ mediante tratamientos de agua distintos a los secundarios, y que asimismo puedan complementarlos. En este sentido, llaman la atencin̤ el aluminio y el perx̤ido de hidrg̤eno (H2O2), ya que el aluminio, el metal ms̀ abundante en la corteza terrestre, considerado un recurso energťico de bajo costo [11]-[13], se usa ampliamente en tratamientos primarios de agua [2], [14], [15], y el H2O2, un oxidante empleado en pretratamientos de agua [16], es t͠il adems̀ para generar potencia elčtrica en entornos anx̤icos [17]. Adems̀, al usar el aluminio como ǹodo y el H2O2 como oxidante, se han configurado batera̕s y celdas de combustible para sistemas elčtricos autn̤omos [18]-[20].