Estudiantes e investigadores de la Universidad Autónoma de Tamaulipas (UAT) han logrado un avance significativo en el campo de la producción de biocombustibles con la creación de un novedoso sistema de control robusto para un biorreactor.
El proyecto, desarrollado por los estudiantes Natalia Pérez Montelongo, Érick Iván Lara Carrillo y Maximiliano Ortega Ramírez, de la Unidad Académica Multidisciplinaria Reynosa-Aztlán (UAMRA), ha contado con la asesoría del Dr. Juan Roberto de la Torre Escareño, profesor e investigador de ese plantel.
Un biorreactor es un dispositivo en el cual se llevan a cabo reacciones químicas que permitan generar productos de interés. Los biorreactores se utilizan en diferentes aplicaciones, desde la producción de medicamentos bioadaptativos o fertilizantes y pesticidas ecológicos hasta la elaboración de cerveza, el refinado de etanol y el tratamiento de aguas residuales.
El biorreactor fabricado en la UAMRA es particularmente notable por su capacidad para realizar reacciones en tiempo real con una precisión sin igual, lo que aumenta significativamente el rendimiento de la producción de biocombustibles.
El objetivo es mejorar la eficiencia y sostenibilidad en la producción de enzimas, así como en otros procesos biotecnológicos, mediante el uso de tecnologías automatizadas que permitan un monitoreo en tiempo real a escala de laboratorio.
Este logro se basa en un algoritmo de control robusto con cinco variables clave: control de temperatura, medición del pH (es decir, la acidez o alcalinidad), sensor de turbidez, sensor de humedad y potenciómetro; las cuales le permiten al reactor tomar decisiones en tiempo real cada diez segundos, proporcionando un avance significativo en la eficiencia del proceso.
Lo más destacado del proyecto es su enfoque innovador en el uso de biomasa, aprovechando residuos agroindustriales como las fibras de mahuacatas, guamúchil y lirio. Estos residuos, comúnmente descartados, ahora se convierten en materia prima para la síntesis de biocombustibles, ofreciendo una solución sostenible y aprovechando recursos infrautilizados.
Además, el equipo destaca que, mientras un reactor convencional alcanza un rendimiento del 14% al 16%, el suyo ha superado las expectativas con un impresionante 31%. Este rendimiento superior no solo impulsa la eficiencia, sino también genera un subproducto valioso que puede contribuir al autoempleo y fomentar la creación de nuevos productos, beneficiando así a la región de manera integral.
El proyecto, desarrollado durante más de un año mediante la colaboración de tres áreas de investigación (construcción, laboratorio y control robusto), ha recibido el reconocimiento en la Feria de Ciencias e Ingenierías Tamaulipas 2023, organizada por el Consejo Tamaulipeco de Ciencia y Tecnología (COTACYT). El prototipo obtuvo el mayor puntaje en su área y se están realizando gestiones para la posible obtención de patentes y registro del software.
Los estudiantes ya se preparan para la Feria Mexicana de Ciencias e Ingenierías (FEMECI) 2024 que se realizará en Aguascalientes, con el propósito de transformar el reactor en un sistema totalmente inteligente, integrando un algoritmo de aprendizaje automático y realidad virtual para su control remoto.
