La cantidad de aguas residuales descontaminadas o tratadas en las ciudades del país alcanzó los 1.225 millones de metros cúbicos en 2022según cifras de la Asociación Nacional de Empresas de Servicios de Salud (Andess). Lo anterior se realiza a través de 302 sistemas de depuración de diversos tamaños distribuidos por todo el país. Este volumen de agua tratada sería suficiente para llenar Medio millón de piscinas olímpicas.
Para realizar este trabajo, Las empresas sanitarias utilizan tecnología convencional de lodos activados en el 90% de sus plantas, que consiste en suministrar aire en un tanque de aireación para promover el crecimiento de microorganismos, como Bacterias heterótrofas, que crecen en aguas residuales o residuales y transforman la materia orgánica disuelta. en nuevas bacterias, dióxido de carbono y agua purificada. La inyección de grandes volúmenes de oxígeno (aire) es clave en este proceso.pero el problema es que solo se aprovecha en promedio el 25% del mismo, generando altos costos y uso intensivo de energía.
Ante este problema, Marcelo AybarIngeniero Civil Ambiental PUC, Doctor por la Universidad de Notre Dame (Estados Unidos) e investigador de la Facultad de Ingeniería, Arquitectura y Diseño de la Universidad San Sebastián (USS), dDesde que obtuvo su doctorado analiza cómo hacer más eficiente la incorporación de oxígeno en los reactores utilizados por las plantas de tratamiento de aguas residuales.. En aquellos años en Norteamérica, junto con su profesor guía, Robert Nerenberg, comenzaron a estudiar el tratamiento del agua mediante Reactores de biopelículas basados en membranas aireadas. (MABR), tecnología innovadora y alternativa a los tratamientos convencionales de aguas residuales.
A su regreso en 2016 mantuvo esta línea de investigación, con la sorpresa de que era prácticamente desconocida en el país por la industria de la salud.. Por ello, inició su propio desarrollo, primero en la U. de Concepción y, desde 2021, en la USS.
“Cuando regresé de mi doctorado noté que las empresas de salud funcionan muy bien en el país, con excelentes indicadores, como tratamiento del 100% de las aguas residuales o cobertura de casi el 100% del agua potable en las ciudades. A pesar de esto, Esto se logra con tecnologías convencionales, lo que significa que estos objetivos de salud no necesariamente se logran de manera eficiente.. Las tecnologías que está utilizando la industria de la salud logran su objetivo, son efectivas para cumplir con las regulaciones, pero No se centran en la eficiencia y gastan muchos recursos. en su funcionamiento”, afirma el investigador del USS.
El enfoque de innovación propuesto por el Dr. Aybar y su equipo USS busca aumentar la eficiencia de los sistemas de tratamiento de aguas residuales sin tener que incurrir en los grandes gastos que implicaría reemplazar los sistemas actuales por otros que se ofrecen en países desarrollados o construir nuevas plantas convencionales.
“Esta tecnología entrega oxígeno de una manera mucho más eficiente a los microorganismos que purifican las aguas residuales, en comparación con el método tradicional. lo que deja salir una gran cantidad de oxígeno que las bacterias no pueden utilizar. Con la nueva tecnología que estamos desarrollando en el suministro de oxígeno no se generan burbujas que van a la atmósfera, porque Se entrega directamente disuelto a los microorganismos encargados de limpiar el agua y que crecen alrededor de estas membranas.alcanzando una eficiencia de transferencia de oxígeno entre el 70% y hasta el 90%”, afirma el Dr. Aybar.
Específicamente, La nueva tecnología se basa en membranas permeables de fibras huecassimilar a una bombilla, que se conecta a compresores o sopladores en un extremo. Las paredes de estas membranas permiten que el oxígeno escape a los microorganismos.. En estas paredes crecen y proliferan bacterias que descontaminan el agua, degradando la materia orgánica contaminada. Así, la pérdida de oxígeno se reduce significativamente, ya que Se introduce molecularmente a través de la pared de la fibra. sin salir al agua como ocurre en los sistemas convencionales.
El investigador destaca aspectos clave de la tecnología: se gasta menos energía en transferir oxígeno que permite a las bacterias vivir y reproducirse. También es posible modernizar los sistemas de lodos activados convencionales existentes para aumentar las capacidades de estas plantas de tratamiento. El funcionamiento del sistema está respaldado por un sistema de control inteligente que ajusta automáticamente el suministro de oxígeno según las necesidades del proceso en tiempo real. de modo que la eficiencia del tratamiento puede aumentar considerablemente, reduciendo también el consumo de energía y el suministro de gases.
El doctor Aybar añade que “este aumento en la capacidad de tratamiento es sumamente importante. Muchas de las plantas en Chile están llegando al límite de su capacidad con riesgo de impactos en los ecosistemas y la salud de las personas, en el caso de que no pueda absorber los volúmenes de aguas residuales generados por una población en crecimiento. Este es un punto crítico, ya que las empresas deben tomar la decisión de ampliar o construir nuevas plantas, lo cual es muy costoso.. Estas inversiones también pueden afectar las tarifas reguladas que se cobran a los clientes. Con esto, La solución que proponemos desde la USS es acoplar la tecnología MABR dentro de los reactores existentes aumentar la capacidad de tratamiento considerando una mayor concentración de bacterias, además de aumentar la velocidad de purificación del agua”.
Marcelo Aybar también destaca que, con ello, es posible hacer que el tratamiento de estas aguas residuales sea más resiliente a los acontecimientos picos Concentración de aguas residuales o fuertes lluvias. que pueden abrumar a estas plantas. O por el vertido de desechos líquidos concentrados de las industrias a los sistemas de alcantarillado que canalizan el agua hacia las plantas de tratamiento.
Esta iniciativa comenzó gracias al apoyo de Fondecyt de Iniciación a la Investigación para la compra de equipos y después Fondef IDeA I+D, ambos de los Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID)lo que hizo posible que el prototipo de laboratorio escalara hacia una versión piloto industrial. “Vamos a probar nuestro proyecto a finales de año con aguas residuales reales en una planta depuradora de la empresa ESSBIO. evaluar el rendimiento de esta tecnología”, afirma el Dr. Aybar. Se trata de un modelo con capacidad de 1 metro cúbico y con membranas de fibra hueca de 1.500 metros de largo que se enrollan.
Respecto a las perspectivas de esta innovación, el investigador de la USS revela que “Estamos avanzados en el proceso de patentamiento de esta tecnología, preparando una solicitud ante el Instituto Nacional de la Propiedad Industrial (INAPI)”, según los compromisos con Fondef. También afirma que está trabajando con el Oficina de transferencias y licencias del USS por las definiciones que permitan que este proyecto no se quede en una buena idea, sino que tenga un impacto positivo en el mejoramiento de los sistemas de tratamiento de aguas residuales en el país o en el exterior.
“Nuestro sueño en la USS es convertirnos en un referente en tecnologías avanzadas y disruptivas que mejoren la calidad de vida de las personas y del país en general.. Y en el caso concreto, si el tratamiento de aguas residuales que proponemos es más eficiente, estaremos ayudando incrementar los recursos hídricos del país para ser utilizados en riego o repurificación para consumo humano en un contexto de escasez de agua y calentamiento global”, concluye el Dr. Aybar.
