El proyecto, conocido como "Prueba de Concepto para proyectos de innovación 20CEIN2-142107", se centra en el diseño y la operación de una planta piloto de doble efecto autosostenible para la reutilización de aguas domésticas e industriales. Durante un período de cuatro años, la Dra. Garrido ha trabajado en estrecha colaboración con académicos y estudiantes de Ingeniería Ambiental de la UNAB para desarrollar esta planta innovadora. La planta utiliza fotocatalizadores activados por la luz solar para degradar los contaminantes emergentes a través de un proceso conocido como degradación fotocatalítica.
La Dra. Garrido, quien es investigadora en la Facultad de Ciencias de la Vida de la UNAB, destaca la importancia de estas iniciativas debido a la escasez de agua que afecta a diversas regiones del país y del mundo, como se ha observado recientemente en Uruguay. "La escasez de agua aumentará debido a la alta demanda de agua dulce y los efectos del cambio climático. Por lo tanto, es necesario implementar medidas que reduzcan el consumo de agua y busquen fuentes alternativas para su suministro", afirma.
La Dra. Elizabeth Garrido, experta en recursos naturales de la UNAB, señala que esta planta ofrece la posibilidad de utilizar aguas residuales tratadas como nuevas fuentes de suministro de agua, especialmente en el ámbito doméstico, como para riego u otros usos, dependiendo de la calidad del agua después del tratamiento. Destaca que esta alternativa supera los estándares de calidad establecidos por las tecnologías de tratamiento de aguas residuales disponibles en la actualidad.
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Para comprender mejor los detalles de este innovador prototipo, la Dra. Garrido, quien posee un doctorado en Recursos Naturales, explica los avances más importantes:
¿Cuál es el propósito de esta planta de tratamiento de aguas residuales?
El objetivo principal de este proyecto es degradar los contaminantes emergentes presentes en las aguas residuales utilizando un proceso de degradación fotocatalítica. Inicialmente, se desarrollaron catalizadores activos bajo la luz solar, ya que la mayoría de los catalizadores utilizados requieren luz ultravioleta (UV) para su activación. El desafío consistió en crear un catalizador capaz de generar especies químicas altamente oxidantes en presencia de luz solar, como el radical hidroxilo, que es responsable de la degradación de los contaminantes. Para lograrlo, se utilizaron arcillas como fotocatalizadores, las cuales se encuentran en los suelos del sur de Chile. Estas arcillas se sintetizan en el laboratorio y se modifican con dióxido de hierro y dióxido de titanio. Mediante este proceso, los fotocatalizadores amplían 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 la planta?
La planta se activa al añadir un fotocatalizador al agua residual, el cual se activa mediante la luz solar y genera radicales hidroxilos responsables de la degradación de los contaminantes. Para operarla, se utiliza una bomba de agua alimentada por energía solar, la cual recircula el agua residual en el colector solar. De esta manera, el sol cumple dos funciones: ayuda a degradar los contaminantes y suministra la energía necesaria para el funcionamiento de la planta piloto.
¿Cuáles son sus características?
Este prototipo es una planta piloto que nos permitirá evaluar la eficiencia de degradación de los contaminantes a una mayor escala y en condiciones de operación más cercanas a la realidad. Tiene una capacidad de 13 litros y funciona con un flujo continuo y un caudal mínimo de 7 litros por minuto. La eficiencia de degradación de los contaminantes depende de las condiciones de operación utilizadas.
Actualmente, estamos en la fase de evaluación y puesta en marcha de la planta piloto. Los resultados obtenidos hasta ahora han sido prometedores, y nuestro objetivo es aplicar estos catalizadores a una escala más grande y con aguas residuales reales de diferentes sectores industriales, además de evaluar su viabilidad en el tratamiento de aguas grises para su posterior reutilización.
ENERGÍA SOLAR PARA UN FUTURO SOSTENIBLE
El desarrollo de esta planta de tratamiento de aguas residuales ofrece una serie de beneficios significativos:
- Mejora de la calidad del agua: al degradar los contaminantes, se logra una mejora en la calidad del agua tratada, lo que permite su reutilización en diversos procesos.
- Reducción de la contaminación ambiental: al eliminar los contaminantes, se reduce la liberación de sustancias tóxicas al medio ambiente, contribuyendo a la protección de la salud humana y del ecosistema.
- 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 una disminución de la huella de carbono.
- Innovación tecnológica: la planta de tratamiento de aguas residuales es un ejemplo destacado de innovación tecnológica en el campo de la degradación de contaminantes, y su aplicación puede ser replicada en otras partes del mundo para mejorar la calidad del agua y reducir la contaminación ambiental.
LAS CIFRAS DE LA SEQUÍA EN CHILE
La cumbre COP25, celebrada a finales de 2019, reveló que Chile se encuentra entre los diez países más vulnerables a los efectos del cambio climático, incluida la escasez de agua. Esta situación ha sido confirmada por el Ministerio de Agricultura (MINAGRI), que informa de un 80% de déficit hídrico y 275 comunas en estado de emergencia agrícola.
Además, según el Informe Nacional de Degradación de Tierras 2022 de la Corporación
Además, según el Informe Nacional de Degradación de Tierras 2022 de la CorporaciónNacional Forestal (CONAF), el 23% del territorio nacional se encuentra en estado de desertificación, mientras que el 53% experimenta sequías.
La implementación de tecnologías como esta planta de tratamiento de aguas residuales puede tener un impacto significativo en la gestión del recurso hídrico, especialmente en áreas donde se requiere un tratamiento más eficiente de las aguas residuales.
La Dra. Elizabeth Garrido, académica de la UNAB, destaca que este proyecto es innovador y sostenible debido a su bajo consumo de energía, lo que lo hace accesible en áreas con recursos limitados. Aunque aún se encuentra en su etapa piloto, se espera que este proyecto contribuya de manera importante a la gestión sostenible del agua.
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