El documento describe las bacterias del género Geobacter, que son capaces de generar electricidad. Estas bacterias se encuentran comúnmente en sedimentos acuáticos sin oxígeno y usan compuestos orgánicos como fuente de energía. Los investigadores consideran demostrado que bacterias como Geobacter generan electricidad y tienen potencial para aplicaciones como fuentes de energía renovables y biorremediación de sitios contaminados.

1. BACTERIAS PRODUCTORAS DE
ELECTRICIDAD
INTEGRANTES:
• Apaico Romero Arístides
• Peña Huamán Haidi
• Baldeon Coronado, Samuel
DOCENTE:
Cesar Alberto Cabrejos
Montalvo

2. El creciente interés por encontrar nuevas fuentes de
energía ha llevado a los científicos a fijarse en unos
aliados muy peculiares para generar electricidad: las
bacterias.
Los investigadores consideran demostrado que
bacterias como Geobacter generan
electricidad.

3. Origen y Evolución
El género de bacterias “Geobacter” se
encuentra clasificado en el grupo
Deltaproteobacteria de la familia
Geobacteracea, son Gram-negativas, se
caracteriza en general por poseer una
forma recta o ligeramente curvada, su
tamaño puede variar de 1,2-2,0 um de
longitud por 0,5-0,6 um de diámetro,
además se caracteriza en general por
poseer dos tipos de apéndices celulares,
flagelos y Pili
Geobacter sulfurreducens

4. Hábitat
El Geobacter se puede encontrar en sedimentos de agua dulce,
sedimentos marinos anóxicos, sedimentos de sal de pantano,
ambientes subterráneos y acuíferos. Estos ambientes se
caracterizan principalmente por ser ricos en nitratos y sulfatos,
pero al mismo tiempo deben ser espacios libres de oxígeno puro

5. En general el metabolismo celular de los microorganismos para
degradar los contaminantes, depende de la forma de obtención
de energía de éstos, de esta forma se clasifican:
Los que utilizan luz, se denominan fotótrofos;
 Los que utilizan compuestos orgánicos, se denominan
quimioorganótrofos;
y los que son capaces de utilizar compuestos inorgánicos, se
denominan quimiolitótrofos.
en particular el metabolismo celular de la especie Geobacter
es quimioorganótrofo anaerobio, es decir, utilizan compuestos
orgánicos como fuente de energía y de carbono para su
crecimiento y desarrollo.
Metabolismo

6. MODELO METABOLICO DE
UNA CELULA GEOBACTER

7. El crecimiento y reproducción del genero Geobacter ocurre a medida que los
nutrientes son procesados e incorporados como nuevo material de célula.
 El tiempo que requiere una célula de Geobacter en duplicarse es
aproximadamente 19±3.6 h en laboratorio
 El crecimiento de esta población se compone de una serie de fases:
CRECIMIENTO Y REPRODUCCIÓN
2da FASE:(Exponencial) en la cual la
población se duplica a intervalos
regulares, este es el período de más
rápido crecimiento bajo condiciones
óptimas de ph y temperatura
1ra FASE:(fase lag) las células se
ajustan a su nuevo ambiente
3ra FASE: (Estacionaria)cuando el
número de células que son producidas es
igual al número de células que mueren, se
establece un equilibrio dinámico en el cual
el crecimiento bacteriano se detiene, y se
debe a un agotamiento de algún nutriente.
4ta FASE:(muerte o declinación) se
alcanza cuando la tasa de destrucción
supera la tasa de crecimiento.

10. IMPORTANCIA DE LA Geobacter
sulfurreducens PARA LA BIONERGIA
Fuente
inagotable
Las CCM
tecnología
genera energía
corto plazo
No requiere
procedimiento
de combustión
Procedimiento
limpio
Convierte el
desperdicio
orgánico en
energía

11. IMPORTANCIA DE LA Geobacter
sulfurreducens PARA LA
BIORREMEDIACION
Esta bacteria
que se alimenta
de
compuestos
orgánicos y
“respira” metales
Produce
electricidad y
ofrece un gran
potencial en la
biorremediación.
Ambientes
contaminados
con metales
pesados como
uranio, vanadio y
cromo.
La transportación
de electrones a
metales pesados
reduce la
toxicidad y
ayudan a
recuperar sitios
contaminado.

12. Debido a este metabolismo pueden reducir la toxicidad de varios metales pesados, incluyendo
Uranio VI, Vanadio VI y Cromo VI. También degrada al petróleo y sus derivados.

13. MECANISMO PARA LA TRANSFERENCIA DE
ELECTRONES
Conservan la energía permitiendo
el crecimiento por la oxidación de
compuestos orgánicos a CO2 y con la
transferencia directa de electrones al
ánodo de una CCM.
Transferencia directa de
electrones al electrodo

14. TRANSFERENCIA DE ELECTRONES
EXTRACELULAR
Proceso en el cual los electrones derivados de la oxidación de
compuestos orgánicos son transferidos a la superficie externa de
la célula para reducir a un aceptor mediante el transporte de
electrones extracelular.
Obtiene los electrones de compuestos orgánicos .
Los citocromos transfieren electrones al citoplasma y por
consiguiente a la membrana interna
Después al peri plasma y finalmente a la membrana externa hasta
llegar al aceptor de electrones

16. MECANISMO PARA LA TRANSFERENCIA DE
ELECTRONES
TRANSFERENCIA
POR MEDIO DE
CABLES
BACTERIANOS O
PILI
Los Pili son los
encargados de
realizar la conexión
eléctrica .
Deben estar en
contacto directo
con el ánodo de la
CCM

17. CELDA COMBUSTIBLE MICROBIANA: Como actúan los
electrones y protones
Dos cámaras, una
anaeróbica y otra
aeróbica
Anaeróbica contiene sustratos
orgánicos
Consiste en dos comportamientos anódico y
catódico.
El ánodo alberga a las bacterias, es el
borde negativo, libre de oxígeno.
El cátodo recibe los electrones y los
transfiere al exterior de la celda, borde
positivo, expuesto al aire.
En cada una de las cámaras se
coloca un electrodo

18. CELDA DE COMBUSTIBLE MICROBIANA

19. CASO PRACTICO
“Elaboración de una celda de
combustible microbiana con
Geobacter Sulfurreducens”

20. Objetivos general:
➢ Analizar la eficiencia de las Celdas de Combustible Microbianas a partir
del uso de diferentes sustratos y evaluar su posible viabilidad como una
fuente alternativa de generación eléctrica.
.

21.  2 botellas de plástico cerrados.
 2 placas de Aluminio extraída de un latas de gaseosa
 Cable de cobre.
 Silicona y pegamento resistente al agua.
 Un tubo de plástico o PVC
 Codos de tuberías
 Membrana de intercambio de cationes Nación o Agar-Agar
 Multímetro
MATERIALES:

22. PASOS PARA LA CONSTRUCCION DE UNA
(CCM)
I. Elaboración de los electrodos
1. Quítale a las latas de gaseosa la parte de
arriba de la boca. 2.
2. Luego recorta de tal forma que obtengas 1
tira de aluminio por lata de 3 o 3,30 cm de
ancho por 17 cm de largo.

23. 3. Luego lija las dos tiras de aluminio hasta el
punto que le quites la capa protectora que trae.
4. Luego de tenerlas lijadas dobla cada tira de
aluminio a la mitad de los 17 cm de largo.
5. A esas tiras de aluminio dobladas debes
hacerle 4 orificios que traspasen ambas caras y
queden a una distancia similar por ellos pasara el
cable de cobre, haciendo el mayor contacto con
el aluminio.

24. 6. Recorta dos pedazos de cable de cobre cada
uno de 30 cm.
7. Pásalo trenzado por los orificios de las tira de
aluminio hasta que queden completamente
unidas ambas caras, deja que todo el sobrante de
cable quede solo, hacia arriba.
8. Ahora dobla el aluminio por toda la mitad por
donde esta pasando el cable, de tal forma que el
cable que esta trenzado en los orificios quede
abrazado por el aluminio. Esto deberás hacerlo
con cada una de las dos tiras de aluminio que
recortamos.

25. II. Elaboración de la membrana selectora o mediador
1. Asegúrate que los tubos de PVC estén
completamente limpios, igualmente los
codos.
2. Ponga los codos en ambos extremos del
tubo.
3. Con cinta tapa bien uno de los extremos
del tubo.
4. En un litro de agua tibia incorpore los 3
grs. de Agar-Agar y revuelva hasta
disolverlo completamente.

26. 5. Deje hervir máximo 10 minutos revolviendo
constantemente, se debe obtener una
consistencia semi espesa.
6. Si dejar enfriar la mezcla de Agar-Agar,
viértala en el tubo hasta llenarlo y déjelo
enfriar, pronto la mezcla endurecerá y se
podrá quitar la cinta del extremo tapado.

27. III. Elaboración de la estructura
1. Mide las botellas de abajo hacia arriba
a una altura de 7 cm y marca, ojo debe
quedar exacta la medida en ambas
botellas, no puede quedar un orificio
mas arriba o mas abajo que el otro.
2. Luego en la marca que hiciste a las
botellas, ábreles un orificio redondo
teniendo en cuenta que en estos se
incrustaran los tubos PVC, así que los
orificios deben quedar de menor
tamaño que la circunferencia del tuvo
para que entre a presión y casen lo
mas perfecto posible.
7 cm

28. IV. Ensamble de la estructura
1. Inicie incrustando el tubo de PVC en el orificio
de una de las botellas, ponga silicona
alrededor del orificio y esparza con el dedo
tratando de que no quede ningún escape ya
que las botellas luego se llenaran con líquido.
2. Luego con cuidado de no despegar la parte que
acaba de armar intente incrustar al tubo la otra
botella y asegúrela igualmente con la silicona.
3. Deje la celda en un lugar seguro y firme para
que seque por lo menos durante 12 horas. (es
el tiempo de secado que requiere la silicona)

29. 4. Mientras transcurren las 2 horas tome
las tapas de las botellas y con ayuda de un
cautín a una de las tapas ábrale un orificio
en el centro y a la otra tapa ábrale dos
orificios a una distancia de 1 cm (los
orificios pueden ser al tamaño de la punta
del cautín que no deberá ser grande).
5. Mientras transcurren las 2 horas tome
las tapas de las botellas y con ayuda de un
cautín abra a una de las tapas un orificio
en el centro y a la otra tapa ábrele 2
orificios a una distancia de unos 5 Mm. del
otro.

30. Etapa de comprobación de funcionamiento
Para esta parte del experimento debes contar con unos ingredientes
orgánicos como: 100 grs. de Banano o remolacha finamente picados
(puede ser lo uno o lo otro), independientemente del ingrediente que
elijas, quiero contarte que este será el encargado de aportarnos la
glucosa para el experimento.

31. Pasos a seguir
1. Incorpora en una de las botellas los 100grs. Del ingrediente. (banano o
remolacha) o agua residual, compostaje, y aguas contaminadas con
azufre y otros compuestos.
2. En la botella donde pusiste el ingrediente, comienza lentamente a llenarla
de agua.
3. En la otra botella deberás poner el agua no debes llenar totalmente las
botellas de líquido, deja una distancia de unos 10 cm.)
4. Es hora de introducir los electrodos, cada uno en una botella.
5. Ahora tapa las botellas, el cable de cobre sobrante de los electrodos
debes pasarlo por el orificio que tienen las tapas de las botellas, no sin
antes tener en cuenta que la tapa de los dos orificios deberás colocarla
en la botella que contiene el material orgánico y la tapa de un solo orificio
en la botella que contiene el suero fisiológico.
Luego la celda deberás ponerla dentro de la nevera de icopor ya
que es importante que tenga una temperatura ambiente y oscuridad.

33. GRACIAS