Un filtro desarrollado en la Universidad Nacional de Colombia (UNAL) puede eliminar el 96,7 % de la carga orgánica, las bacterias y otros contaminantes que albergan las aguas residuales, un logro importante si se tiene en cuenta que, teóricamente, los tratamientos convencionales solo alcanzan una remoción del 70 al 80 %. Como parte del prototipo, las fichas del Jax aumentan la eficiencia del filtro, lo cual se traduce en mejores resultados en la calidad del agua que atraviesa el sistema.
9 de diciembre de 2022
Tatiana Bahamón Méndez | Unimedios
Sistema de tratamiento que ayuda a remover carga orgánica y los parásitos de las aguas residuales. Foto: Jesús Alberto Espitia Cuadros.
¿Se han puesto a pensar a dónde van a parar las aguas grises que salen de las viviendas y qué pasa después con ellas? Aunque esta podría parecer una pregunta obvia, no lo es porque en Colombia, de 2.126 millones de m3 que se generan de “estas aguas residuales”, solo el 52 % son tratadas, es decir, no se sabe qué ocurre con el resto, según estimaciones de la Asociación Nacional de Empresas de Servicios Públicos y Comunicaciones (Andesco).
En un escenario ideal, al salir del sistema de alcantarillado estas deberían ir a plantas de tratamiento antes de ser liberadas en los sistemas de drenaje. Sin embargo, la realidad es otra, de ahí que, en el marco del proyecto de investigación interdisciplinario “Alianzas”, que estudia las aguas residuales, Jesús Espitia Cuadros, magíster en Ingeniería – Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), se propuso desarrollar un prototipo de tratamiento biológico que removiera contaminantes en el Sistema Hidráulico de Manejo Ambiental y de Control de Inundaciones La Ramada, al que se vierten aguas residuales de la Sabana de Bogotá.
El Sistema está comunicado en 3 puntos con el río Bogotá, con el fin de realizar el amortiguamiento de los niveles del río durante las temporadas invernales. En esta zona se realizó la localización estratégica de 6 puntos para tomar muestras con el objetivo de verificar el estado de la calidad del agua en diferentes puntos del distrito de riego.
El distrito de riego y drenaje La Ramada, ubicado en Cundinamarca, fue la zona de estudio. Foto: Jesús Espitia Cuadros.
Este tratamiento biológico usado por el investigador de tipología “anaerobia”, consiste en exponer el agua residual a un lecho filtrante enriquecido con bacterias aclimatadas para vivir sin aire, las cuales se encargan de remover los agentes contaminantes.
El “reactor” –nombre que le da el experto al tratamiento– está compuesto por un falso fondo –diseñado para que solo pase el agua filtrada–, al que le sigue un estrato filtrante compuesto por esferas de plástico que normalmente se utilizan en plantas de tratamiento de agua, y a esto le sumó fichas de Jax ¡así como lo leen!, esas mismas con las que han jugado los niños de todo el mundo; y finalmente por la parte de arriba entraría el agua de manera descendiente.
Esta estrategia de incorporar fichas y esferas de Jax, fue empleada para aumentar la exigencia del filtro, reduciendo la porosidad, haciéndolo más comprimido y con menos espacios para poder acumular más bacterias anaerobias, aliadas en el proceso de descontaminación.
“Como trabajo analizando hidráulicamente ríos hace más de 8 años, recordé que en ocasiones se realizan protecciones en los márgenes de los ríos con estructuras prefabricadas en concreto, con brazos semejantes al de una estrella, muy parecidas a los Jax y dije: esto me puede ayudar a rellenar los espacios vacíos del filtro”, indicó el investigador Espitia.
Explicó además que “es como tener una porción de suelo por donde pasa el agua y hay muchas bacterias que son como pirañas que se alimentan de la carga orgánica y la contaminación que viene en el agua. La función principal es reducir la concentración de la contaminación presente en el agua que entra (afluente) y que el agua que sale del sistema (afluente) lo haga sin contaminantes, o en su defecto, en menor cantidad”.
“Este piloto se realizó con materiales plásticos para que las bacterias se adhieran a él, vivan ahí y estén alerta ante la presencia de los elementos que contaminan. Si se hacen con materiales biodegradables no surten el mismo efecto porque el lecho filtrante desaparece con el tiempo”, explica el experto.
Del dicho al hecho
Luego de tener listo el filtro que se esperaba tuviera efectividad para tratar las aguas residuales, llegó el momento de ponerlo a prueba.
En La Ramada se hicieron los muestreos y el primer paso del ejercicio fue realizar una caracterización hidrológica, es decir, se empezó a indagar sobre las temporadas de lluvias y su comportamiento en el sector, con información del Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales (Ideam).
A partir de esta información, se analizó la calidad del agua en 4 campañas de muestreos en 4 días diferentes, dos en temporadas secas y dos en lluvia. “Con esto empezamos a montar el agua en el reactor bajo características similares de temperatura y carga orgánica de la zona, y posteriormente medíamos cuánto era el contaminante que entraba y salía”.
Una de las grandes limitantes que se presentaron en la realización del estudio es que, por motivos de la pandemia y el confinamiento, además de la restricción de movilidad en la ciudad, no se pudo recolectar el agua en los tiempos que se habían planteado, pero se solucionó al acudir a agua residual sintética.
“Este tipo de agua es preparada en laboratorio a partir de reactivos químicos, para lograr condiciones parecidas al agua obtenida directamente de la zona de estudio” explicó.
Al ponerlo a prueba y luego estabilizarlo ¡vaya sorpresa! Este método experimental logró una eficacia del 96,7 % en la remoción de carga orgánica, este sí que fue un buen resultado ya que, según la literatura, un tratamiento de esta misma tipología logra tan solo un 70 a 80 %.
Pero eso no es todo, paralelo a este ensayo, el magíster Espitia realizó un ejercicio interdisciplinar con el biólogo Daniel Ospina, quien adelantaba una investigación sobre los contaminantes de las aguas con las que irrigaban hortalizas del Distrito de Riego, hicieron un ensayo piloto de remoción de huevos de helmintos de la especie Ascaris suum con el reactor.
“Lo que hicimos inicialmente fue determinar el tiempo de tratamiento de 5 litros de agua residual sintética que fue de 7:40 horas. Posteriormente, hicimos tres alícuotas de aguas, cada una de 5 litros y a cada una se le adicionaron un estimado de 500 huevos de helmintos y se inició el tratamiento” manifestó el investigador Ospina.
“De los 1.500 huevos puestos en el reactor, solo salió 1, el resto quedaron atrapados en la biopelícula (lodo generado en el filtro), las esferas plásticas y en el Jax; con el tiempo ya las bacterias anaerobias consumen los huevos de parásitos” complementó Espitia.
Huevo de helminto en microscopio. Foto: Daniel Ospina y Jesús Espitia.
Con esto, este piloto arrojó también muy buenos resultados, ya que removió un 99 % de huevos de parásitos (Helmintos).
Se espera que este proyecto impacte de manera significativa la salud pública del país, pues el tratamiento de aguas residuales es un tema que cada vez requiere mayor vigilancia y acciones eficaces para no desatar problemas sanitarios.
“Desde hace 15 años en la UNAL venimos haciendo seguimiento en aguas residuales y cada vez se han ido buscando más cosas, esto es importante porque se va ampliando el panorama a través de la recopilación de datos que a la final sirven para tratar este importante problema mundial” concluyó la profesora Martha Cristina Bustos, de la Facultad de Ingeniería y directora del proyecto “Alianzas”.
unperiodico.unal.edu.co