Aprovechando desechos agroindustriales como el bagazo de la caña de azúcar y la pollinaza, que conformaron un compost, se creó este sistema innovador que ayuda a eliminar los olores provenientes de las aguas residuales, purificando el aire en un 80 %. Con este prototipo se logró una remoción del 96 % del sulfuro de hidrógeno, 68 % de amoniaco y más del 71 % de tolueno, compuestos químicos que se esparcen rápidamente y que pueden afectar las vías respiratorias.
6 de julio de 2023
Tatiana Bahamón Méndez | Periodista Unimedios- Sede Bogotáshare
El lecho o compost funciona como un filtro que elimina agentes contaminantes. Fuente: Ana María Guzmán Beltrán, magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL.
En el noroccidente de Bogotá, específicamente entre las localidades de Suba y Engativá, los residentes están familiarizados con un aroma desagradable que ha persistido durante años. Este olor distintivo es una señal de proximidad a la Planta de Tratamiento de Aguas Residuales (PTAR) El Salitre, encargada de recolectar y tratar los desechos líquidos provenientes del norte y centro de la ciudad antes de verterlos en el río Bogotá, cerca de la calle 80.
Estos malos olores que se perciben contienen sustancias químicas inorgánicas como sulfuro de hidrógeno y amonio, además de compuestos orgánicos volátiles como el tolueno, que pueden provenir de diversas fuentes, como residuos industriales, productos químicos domésticos, desechos de alimentos y materia orgánica en descomposición. Estas sustancias reaccionan de tal manera que su impacto se extiende a las vías respiratorias de las personas, causando efectos negativos en la salud.
Según el Ministerio de Salud y Protección Social (Minsalud), la exposición a estas sustancias que se liberan al ambiente puede tener efectos adversos en la salud respiratoria, especialmente en personas con afecciones como el asma y la bronquitis. Además, puede dar lugar a la fatiga olfativa, un fenómeno en el cual el sentido del olfato se vuelve menos sensible, o insensible, a un olor específico después de una exposición prolongada.
Ante esta problemática latente, Ana María Guzmán Beltrán, magíster en Ingeniería Ambiental de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), desarrolló un innovador “biofiltro” que utiliza procesos biológicos para tratar y purificar el aire. El prototipo se basa en un lecho orgánico compuesto por residuos agroindustriales como la pollinaza (una mezcla de aserrín o paja y excrementos de pollo) y el bagazo de caña de azúcar.
El biofiltro aprovecha las capacidades de ciertos microorganismos para degradar y eliminar los contaminantes que generan los malos olores. Al tamizar la pollinaza y el bagazo de caña se crea una mezcla que, al ajustar la humedad al 40% en base seca, proporciona un ambiente propicio para el crecimiento de bacterias especializadas en remover compuestos químicos.
Prototipo del biofiltro. Fuente: Ana María Guzmán Beltrán, magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL.
Los protagonistas de este caso son tres pequeños pero eficientes grupos de microorganismos: las bacterias oxidadoras de azufre, de amonio, nitrito y heterótrofas, que se pueden encontrar en una gran variedad de entornos, entre ellos: suelos, agua dulce y salada; sistemas de tratamiento de aguas residuales, y sistemas digestivos de los animales. Su acción es la que hace eliminar los contaminantes de los gases.
Simulaciones en laboratorio
En laboratorio se simularon los gases contaminantes que generan los malos olores en la PTAR del Salitre. Fuente: Ana María Guzmán Beltrán, magíster en Ingeniería Ambiental de la UNAL.
Después de afinar los parámetros del lecho llega el momento de simular las concentraciones de diferentes gases: el sulfuro de hidrógeno (H2S) en niveles que van de 5 a 86 partes por millón (ppm), el amoniaco (NH3) en concentraciones de 1 a 5 ppm, y el tolueno con valores entre 1 y 10 ppm. Estos rangos fueron establecidos según las condiciones particulares de la PTAR del Salitre, que fue el caso de base para este estudio.
Estos compuestos químicos son bastante volátiles, lo que significa que tienen una tendencia a evaporarse rápidamente a temperatura ambiente debido a su alta presión de vapor. Por lo tanto, cuando se exponen, se dispersan fácil y rápidamente en el aire. Así que, imagine una danza invisible de moléculas, moviéndose y desvaneciéndose en el aire de la PTAR.
El diseño del biofiltro
El proceso de tratamiento de gases en el biofiltro fue cuidadosamente diseñado para garantizar su eficiencia y evitar cualquier fuga indeseada. Para lograrlo se utilizó un tubo de PVC ensamblado de manera segura, y después se rellenó con el compost.
Gracias a este diseño, los gases atraviesan fácilmente el lecho permitiendo que los microorganismos realicen su labor de purificación. Después los gases llegan a la etapa final del prototipo, en donde se liberan con una carga contaminante significativamente reducida.
Cuando el prototipo se puso en funcionamiento, los resultados hablaron por sí solos: “se logró una importante remoción del 96 % del sulfuro de hidrógeno, un 68 % de amoniaco y más del 71 % de tolueno. Estos porcentajes indican un buen nivel de descontaminación, considerando especialmente que se trataba de concentraciones altas de estos gases”, subraya la investigadora.
La validación de la eficacia del biofiltro se realizó mediante un monitoreo constante con equipos portátiles. Estos dispositivos registraban periódicamente las concentraciones de gases de entrada y salida después de aplicar el tratamiento, brindando datos precisos sobre la efectividad del proceso.
El profesor Pedro Filipe de Brito Brandão, del Grupo de Estudios para la Remediación y Mitigación de Impactos Negativos al Ambiente (Germina) del Departamento de Química de la UNAL y director de esta investigación, destaca que “estos resultados abren una puerta de esperanza y ofrecen una gran alternativa para abordar esta problemática”.
“El uso de microorganismos es una ventaja extraordinaria en sistemas de este tipo, ya que generan menos impacto ambiental. En muchos países de Europa se han implementado alternativas similares con resultados muy positivos. En Colombia necesitamos recopilar más datos y obtener financiamiento para considerar opciones como estas”, enfatiza.
La investigación se realizó con la codirección del profesor Iván Orlando Cabeza Rojas, de la Universidad de La Sabana, la asesoría de la química Diana Vela Aparicio, estudiante del Doctorado en Biotecnología (IBUN), y el apoyo financiero de la Dirección de Investigación y Extensión de la UNAL Sede Bogotá (proyecto UN Innova) y de la Universidad Santo Tomás.
periodico.unal.edu