Optimización Ambiental y Energética en Humedales y Celdas de Combustible: Explorando la Remoción de Antibióticos, Emisiones de Gases de Efecto Invernadero y Calidad del Agua Residual

Los ecosistemas acuáticos se ven afectados continuamente por residuos generados a partir de actividades humanas, como los residuos de antibióticos que llegan a los cuerpos de agua, impactando tanto el entorno como la salud humana. Este estudio busca evaluar el uso de electrodos asociados a macrófitas en un humedal artificial, combinados con celdas de combustible microbiana (HA-CCM), para la producción de energía y la mejora en la eliminación de residuos de antibióticos en aguas residuales. Se emplearán insumos locales para explorar el diseño óptimo que permita la remoción eficiente de compuestos tóxicos y la generación simultánea de electricidad. El diseño experimental comprende un diseño completo aleatorizado de 3 factores con dos niveles, considerando plantas acuáticas (Lemna gibba y Shoenoplectus tatora), material del electrodo (carbón vegetal de Lemna y barras de grafito) y tiempo de retención hidráulica (3 y 5 días). Las variables a medir incluyen producción eléctrica, porcentaje de remoción de antibióticos, emisión de gases de efecto invernadero y calidad del agua (oxígeno disuelto, pH, conductividad eléctrica, salinidad y potencial redox). El HA-CCM constará de una zona anaeróbica con el ánodo y otra zona catódica con el cátodo. Los electrodos estarán conectados a través de un cable de cobre a una resistencia y a un data logger para registrar la producción eléctrica. Los análisis de residuos de antibióticos se realizarán mediante métodos cromatográficos (UHPLC-DAD), las emisiones de gases de efecto invernadero con un medidor digital, y la calidad del agua con un multiparámetro. Se aplicará un análisis de varianza multifactorial (ANOVA) para determinar la influencia de los factores en las variables de respuesta. Los resultados proporcionarán información clave sobre el diseño óptimo para mejorar la remoción de contaminantes, aumentar la producción eléctrica, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la calidad del agua.