Biorreactor para producir fertilizante orgánico

Profesores y alumnos del Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (ITESM), campus Morelia, desarrollaron la instrumentación y control de un biorreactor para la producción de biofertilizante en estado líquido.

Con el objetivo de disminuir los tiempos de producción de fertilizante orgánico, los doctores Rosalino Rodríguez Calderón y Salvador González García, en conjunto con un grupo de alumnos de la institución, desarrollaron el proceso de investigación e innovación de un biorreactor.

Biorreactor para producir fertilizante orgánico

A través del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), surge este proyecto para generar la tecnología que se necesita para reducir los tiempos y costos de la producción de fertilizante orgánico.

Se lleva a cabo con la colaboración del Tecnológico de Monterrey, campus Morelia, y la empresa Organic Science, con el interés de apoyar al sector agrícola regional por medio de soluciones de agricultura orgánica. Actualmente el biorreactor se encuentra en etapa de implementación.

En la actualidad, la producción de fertilizante se realiza de forma artesanal arrojando como resultado un producto sólido. Sin embargo, es un proceso tardado y costoso, por lo que el reto era reducirlo al obtener como resultado final el líquido directamente utilizando el biorreactor.

A través del Programa de Estímulos a la Innovación (PEI) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), surge este proyecto para generar la tecnología que se necesita para reducir los tiempos y costos de la producción de fertilizante orgánico.

Con el objetivo de llevar a las aulas problemas concretos, se incorporaron al proceso de investigación, desarrollo e implementación, el ingeniero Humberto Estrada Mendoza, así como alumnos de ingeniería mecatrónica, entre los que destacan Pedro Emiliano Rusiles Da Cunha Lopes y Néstor Alejandro Narcizo Nuci.

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Además, se implementaron etapas concretas del proyecto en las materias de Control computarizado, Laboratorio de control automático, Diseño mecatrónico y Laboratorio de mecatrónica, para que los estudiantes pudieran contribuir en el proceso.

Esta tecnología plantea una serie de procedimientos que permiten optimizar el desarrollo de productos. Es por lo que la premisa del trabajo es el apego a la innovación frugal: aprovechar los recursos disponibles para obtener los mejores resultados posibles.

En la materia de Diseño mecatrónico del periodo enero-mayo de 2017, hicieron equipos para que, a través de implementar la metodología de diseño de Karl T. Ulrich y Steven D. Eppinger, se generara un prototipo funcional de biorreactor.

"El proceso incluye, entre otros pasos, la obtención de las necesidades del cliente, generar conceptos que satisfagan dichas necesidades para llegar a uno o varios prototipos y generar el diseño más adecuado", comenta Néstor Narcizo Nuci.

La tecnología

Este proyecto es dirigido por los doctores Rosalino Rodríguez y Salvador González, quienes plantean contribuir a la transformación de los métodos tradicionales de producción de fertilizante de hongo Trichoderma, para que ya en la implementación las empresas puedan hacerlo en un mismo espacio y en mayor volumen.

El biorreactor es el dispositivo en el que se generan las condiciones específicas que requiere cada bacteria, en el caso del hongo —que es la base del fertilizante—, se introducen 50 litros de este hongo y al finalizar el proceso se producen 500 litros.

El biorreactor tiene dos elementos: el medio es la comida de la que se alimenta el microorganismo y el inóculo es la cantidad de Trichoderma que se introduce en el biorreactor. Está diseñado con un motor que se encarga de mover la sustancia, así como de un calentador y un sistema de enfriamiento que se programan para las necesidades específicas de la bacteria.

A través de este desarrollo tecnológico, se puede controlar la temperatura, el pH, el nivel de espuma y la velocidad de agitación de la sustancia. Para asegurar que no exista otra bacteria cultivándose en el medio, se esteriliza al inicio del proceso y se vigilan las condiciones de crecimiento.

Para el ingeniero Humberto Estrada, los alumnos desempeñaron un papel fundamental. "Néstor Narcizo, con la realización de dibujos CAD del sistema, Pedro Da Cunha, con la búsqueda de la instrumentación de control y componentes eléctricos, ambos en la etapa de investigación de la mano del ingeniero que se encargó del diseño del gabinete de control y programación de la interfaz de usuario".

Y expresa que la intención es generar una propuesta de fertilizantes amigables con el medio ambiente. La tecnología del biorreactor desarrollada será utilizada en investigación de generación de microorganismos y además pretende ser replicada en otras regiones para obtener los mismos resultados.

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