Novel biotechnologies for nitrous oxide abatement

Resumen

La temperatura del planeta ha ido aumentando a una tasa sin precedentes a partir de la segunda mitad del siglo XIX, resultando en la aceleración de los efectos del cambio climático. A día de hoy, existen evidencias irrefutables que demuestran que el ser humano es el principal responsable del atípico aumento de la temperatura del planeta. En efecto, se ha encontrado una clara correlación entre el aumento de la concentración atmosférica de gases de efecto invernadero (GEI), los cuales tienen la capacidad de retener la radiación infrarroja emitida por la Tierra, y el aumento de la temperatura global del planeta. Los GEIs más importantes emitidos por el hombre son el dióxido de carbono (CO2), el metano (CH4), el óxido nitroso (N2O) y los clorofluorocarbonos (CFCs). El N2O representa cerca del 6,2 % del total de GEIs emitidos globalmente (en un horizonte temporal de 100 años), siendo la agricultura, la industria química y las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDARs) las principales fuentes de emisiones de N2O. Además, algunos autores han afirmado que el N2O es el más importante destructor de ozono emitido en el presente siglo. Tecnologías físico-químicas son utilizadas en la actualidad para el control de las emisiones de N2O producidas por la industria. Sin embargo, estas requieren la utilización de agentes reductores, combustible fósil y catalizadores de alto costo, lo que resulta en altos costos de operación, elevado consumo energético e impactos ambientales secundarios. En este contexto, las tecnologías biológicas han surgido como una prometedora alternativa a los sistemas físico-químicos teniendo en cuenta su alta eficiencia y robustez para el tratamiento de una amplia gama de contaminantes atmosféricos a temperatura y presión ambiental. Además, las biotecnologías están caracterizadas por su rentabilidad, baja generación de impactos ambientales, ausencia de químicos necesarios para su operación y la generación de subproductos inocuos para el ambiente. En la presente tesis, se llevó a cabo la evaluación sistemática del potencial de varias configuraciones de biorreactores con diferentes estrategias de operación enfocadas al tratamiento de N2O originados en la industria química y EDARs.