La académica de
la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Andrés Bello, Elizabeth
Garrido, creó un prototipo 100% sustentable que utiliza la energía solar para
el tratamiento de aguas residuales. Según la académica, esta planta
fotocatalítica se puede implementar para uso domiciliario o industrial,
permitiendo optimizar el recurso hídrico.
El
proyecto, denominado “Prueba de Concepto para proyectos de innovación
20CEIN2-142107”, se enfoca en el diseño y operación de un prototipo de
planta piloto de efecto dual autosustentable para la reutilización de aguas
domésticas e industriales. Durante cuatro años, la experta ha estado trabajando
junto a académicos y estudiantes de la carrera de Ingeniería Ambiental de la
UNAB para crear esta nueva planta, que utiliza fotocatalizadores activados por
la luz solar para degradar contaminantes emergentes, es decir, degradación
fotocatalítica.
La
académica e investigadora de la Facultad de Ciencias de la Vida UNAB señala que
estas iniciativas son importantes debido a la falta de agua que afecta a varias
zonas del país y al mundo, tal como se ha observado actualmente en Uruguay.
“Esta escasez se irá acrecentando por la alta demanda de agua dulce y por los
efectos del cambio climático. Por lo tanto, es necesario implementar medidas
que permitan reducir el consumo de agua y buscar fuentes alternativas de suministro
de este vital elemento”.
Considerando
que en los últimos 50 años Chile ha enfrentado la mayor crisis hídrica,
Elizabeth Garrido detalla que “esta es una alternativa que otorga la
posibilidad de utilizar aguas residuales o aguas grises tratadas como nuevas
fuentes de suministro de agua, para su reutilización a nivel domiciliario, por
ejemplo, en riego o brindarle otros usos, según el nivel de calidad obtenida
después del tratamiento”.
La
experta indica que abrir paso en esta área es asertivo, pues “se llegan a
estándares de calidad mucho mejores que con las actuales tecnologías
disponibles de tratamiento de aguas residuales”.
Reciclar agua de
forma sostenible
Para
conocer en profundidad los detalles de este prototipo, Garrido, quien es
doctora en Recursos Naturales, explica sus principales avances:
¿Para qué se
creó esta planta de tratamiento de aguas residuales?
Se
diseñó un proyecto para degradar contaminantes emergentes en aguas residuales
utilizando procesos de degradación fotocatalítica. El objetivo inicial fue
preparar catalizadores que pudieran ser activos bajo la luz solar, ya que la
mayoría de los catalizadores utilizados son de dióxido de titanio, que solo se
activa en presencia de luz UV.
El
desafío de este proyecto es crear un catalizador que genere especies químicas
altamente oxidantes en presencia de luz solar, como el radical hidroxilo, que
degrada contaminantes. Para lograr esto, se utilizan arcillas como
fotocatalizadores que se encuentran en los suelos del sur de Chile. Las
arcillas se sintetizan en el laboratorio y se modifican con dióxido de hierro y
dióxido de titanio. Con este proceso, los fotocatalizadores extienden su rango
de absorción de luz hacia la región visible del espectro electromagnético, lo
que les permite generar radicales en presencia de luz solar.
¿Cómo funciona?
Esta
planta funciona al agregar un fotocatalizador al agua residual, el cual se
activa en presencia de luz solar y genera radicales hidroxilos responsables de
degradar los contaminantes. Para operarla, se utiliza una bomba de agua que
alimenta y recircula el agua residual en el colector solar. La bomba se
alimenta de la energía proporcionada por un panel solar, lo que hace que el
proceso sea sustentable. Así, el sol cumple dos funciones: ayuda a degradar los
contaminantes y entrega la energía necesaria para hacer funcionar la planta
piloto.
¿Qué
características tiene?
Esta
es una planta a escala piloto, lo cual nos permitirá evaluar la eficiencia de
degradación de los contaminantes a una mayor escala y en condiciones de
operación más cercanas a la realidad.
Como
prototipo, este dispositivo tiene una capacidad de 13 litros y opera con un
flujo continuo y caudal mínimo de 7 litros por minuto. La eficiencia de
degradación de los contaminantes depende de las condiciones de operación
empleadas.
Hasta
el momento, nos encontramos en pleno proceso de evaluación y puesta en marcha
de la planta piloto. Los resultados han sido importantes y la idea es aplicar
estos catalizadores a una escala más grande y con efluentes reales de
diferentes sectores industriales, además de evaluar su factibilidad en el
tratamiento de aguas grises para su posterior reutilización.
¿Cuánto tiempo
tomó la realización del proyecto?
La
implementación de la planta abarca un trabajo de cuatro años, tiempo en el que
se prepararon los catalizadores. Luego, comenzaron los ensayos a escala de los
catalizadores para probar su efectividad en la degradación de contaminantes, lo
que tomó bastante tiempo.
Posteriormente,
se diseñó la planta con estudiantes de Ingeniería Ambiental de la U. Andrés
Bello y, en la última etapa, contamos con el soporte de un proyecto de CORFO
2030, oportunidad que nos aportó con el financiamiento para la construcción de
esta planta piloto.
Este
proyecto está en marcha desde mayo. Y, próximamente, nuestra idea es
aplicarlo en fuentes reales, por ejemplo; en la industria vitivinícola.
También, estamos observando cómo funciona tratando aguas grises provenientes de
actividades domésticas, las que tienen un gran potencial de reutilización, ya
que habitualmente el tratamiento que utilizan y requieren incluyen más personal
y poseen una capacidad técnica más compleja.
Un aporte
significativo
La
implementación de este tipo de tecnologías puede tener un impacto significativo
en la gestión del recurso hídrico, especialmente en zonas donde se requiere un
tratamiento más eficiente de las aguas residuales.
Según
explica la académica de la UNAB, Elizabeth Garrido, “este proyecto es innovador
y sostenible por su bajo costo energético, haciéndolo accesible a zonas con
recursos limitados. Si bien, está en su etapa piloto, se proyecta como un
aporte importante para la gestión sostenible del agua”, concluye la científica
de la Facultad de Ciencias de la Vida.
Beneficios de
esta innovadora planta piloto
La
planta de tratamiento de aguas residuales tiene varios beneficios, entre ellos:
1. Mejora
la calidad del agua: al degradar los contaminantes, se logra una mejora en
la calidad del agua tratada, lo que permite su reutilización en diferentes
procesos.
2. Reducción
de la contaminación ambiental: al eliminar los contaminantes, se reduce la
cantidad de sustancias tóxicas que se liberan al medio ambiente, lo que
contribuye a la protección de la salud humana y del ecosistema.
3. Ahorro
de energía: al utilizar la luz solar como fuente de energía para la
degradación de los contaminantes, se reduce el consumo de energía eléctrica, lo
que se traduce en un ahorro económico y en una reducción de la huella de
carbono.
4. Innovación
tecnológica: la planta de tratamiento de aguas residuales es una muestra
de la innovación tecnológica en el campo de la degradación de contaminantes, lo
que puede ser replicado en otras partes del mundo para mejorar la calidad del
agua y reducir la contaminación ambiental.
Cifras de la
sequía en Chile
La
cumbre COP25 realizada a fines de 2019 dio a conocer que Chile se encuentra
dentro de los diez países más vulnerables a los efectos de la crisis climática,
entre ellos la escasez hídrica. Esta situación es ratificada por el Ministerio
de Agricultura (MINAGRI), indicando que existe un 80% de déficit hídrico con
275 comunas bajo emergencia agrícola.
Por
su parte, la Corporación Nacional Forestal (CONAF), en su Reporte Nacional de
Degradación de las Tierras del 2022, revela que 23% del territorio nacional se
encuentra en estado de desertificación, mientras que 53% se presenta en estado
de sequía.
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