Desarrollan técnica de ozonización para tratamiento de aguas residuales

La Junta de Agua Potable y Alcantarillado de Culiacán (JAPAC) será pionera en el país en utilizar la técnica de ozonización para la limpieza de aguas residuales, que permita reutilizar el vital líquido en la agricultura a un bajo costo y sin impacto ambiental.

Se trata del proyecto Planta de tratamiento de aguas residuales de la sindicatura de Costa Rica, con una capacidad de 100 litros por segundo, emprendido por el investigador José Guadalupe Llanes Ocaña, con apoyo del programa Fondos Mixtos (Fomix) del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) 2014 y el Instituto de Apoyo a la Investigación e Innovación (Inapi) en Sinaloa.

El director general del Inapi Sinaloa, Carlos Karam Quiñones, dio a conocer que el proyecto, ya concluido, propone la eliminación de la técnica de cloración para la limpieza de las aguas residuales y la utilización de ozono (O₃) en la desinfección del agua.

“Se trata de crear las condiciones para la reutilización del agua en los campos agrícolas de Sinaloa y evitar así desperdiciarla tirándola a los drenes. El proyecto se encuentra en la etapa de pruebas y puesta en marcha”, reveló.

Las instituciones que impulsan la investigación buscan, según señala la justificación del proyecto, que la innovación implementada en las plantas de aguas residuales pueda ser aplicada en plantas de agua potable, es decir, para consumo humano.

El investigador

El maestro José Guadalupe Llanes Ocaña es miembro del Sistema Sinaloense de Investigadores Tecnólogos (SSIT) y docente jubilado de la Facultad de Ciencias Físico-Matemáticas de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), adscrito al Laboratorio de Estudio del Agua. Cuenta con maestría en fisicoquímica y ha dedicado los últimos 12 años al desarrollo y aplicaciones de ozono en agua y medio ambiente.

En 2012 recibió el Premio Estatal a la Innovación Tecnológica por Conacyt, gobierno del estado de Sinaloa y el Centro de Ciencias de Sinaloa (CCS) por el desarrollo de ingeniería de aplicaciones de ozono para la eliminación de los malos olores en los cárcamos de las aguas negras mediante esa técnica.

En marzo de 2015 recibió el Premio Nacional de la Asociación Mexicana de Directivos de la Investigación Aplicada y el Desarrollo Tecnológico (Adiat), a la Innovación Tecnológica por su trabajo Innovación tecnológica para la eliminación de plaga, sanitización y conservación del grano almacenado.

El reto de desinfectar el agua

Esta técnica no implica que los gobiernos generen recursos económicos; sin embargo, enfatizó el científico, la posibilidad de reutilizar el agua es invaluable.

“Todo gira alrededor del reto del ser humano para reutilizar el agua. Este es el centro de la problemática del agua a nivel mundial. El reto es el reúso del agua. Este proyecto se constituye en el primer proyecto en todo México, cuyo objetivo es el reúso del agua en riego agrícola. Implica además una satisfacción personal, de buscar cómo contribuir al planeta mediante lo que sé hacer”, comentó.

El científico señaló que se ha comprobado que con la desinfección del agua a base de cloro (Cl) se genera mayor contaminación.

“Afecta a cualquier persona que tenga contacto con aguas residuales sin un tratamiento apropiado. Cualquier agua que se desinfecte con cloro, más si es agua negra, genera malos olores; resulta agua maloliente, pero además resulta dañina para la salud. La planta más grande de Culiacán, la Planta Norte, es la más grande de todo Sinaloa, es desinfectada con cloro y genera una agua maloliente, riesgosa para su reutilización en la agricultura y porque además se vierte al mar”, comentó.

Otro de los riesgos del agua clorada, añadió, es que provoca el deterioro de los suelos. “Al regar la tierra, esta se hace ceniza y es debido al cloro. Regar un cultivo con esa agua no solo puede dañar las plantas sino que además puede deteriorar los suelos. Si esta agua se mezcla con una granja acuícola, donde está el criadero de camarón, hay más riesgos. El agua con cloro se puede mezclar y generar un producto contaminante. Históricamente el cloro es lo que se ha usado, pero el ozono lo está reemplazando por sus múltiples bondades”, indicó.

Desinfectante amigable

El ozono es el desinfectante natural más eficiente y limpio, argumentó el científico. Uno de los elementos que determinaron la investigación, y el apoyo de Conacyt e Inapi, es el hecho que Sinaloa sea estado líder en producción agrícola. Se trata del primer productor en maíz y frijol. Su campo es altamente tecnificado para la producción de hortalizas de exportación y utiliza poco más de 90 por ciento del agua existente en la entidad para la agricultura.

Tratar el agua con ozono, indicó Llanes Ocaña, genera más nutrientes, nitrógeno (N), fósforo (P), potasio (K) y oxígeno disuelto (OD), y resulta ideal para riego agrícola.

Con el método de cloración, señaló Llanes Ocaña, el agua contiene esos nutrientes, aunque mezclado con compuestos contaminantes formados por el cloro: cloraminas.

“Pueden formar órganos clorados y trihalometanos, son elementos derivados de reacciones del cloro con los compuestos de las aguas negras. Principalmente los trihalometanos se ha estudiado que son muy dañinos para la salud, es decir, sí encontraremos esos nutrientes, pero con la mezcla de todos estos elementos dañinos para la salud que implican riesgos también de contaminación de los cultivos, las bahías y los esteros”, enfatizó.

Ozono: inestable y práctico

El ozono es un gas altamente oxidante. Se caracteriza por oxidar la materia orgánica y se descompone rápidamente en oxígeno. Al salir, el ozono sobrante lo hace como oxígeno, beneficiando la salud y el medio ambiente.

“El ozono es una molécula inestable, no se puede almacenar; se produce y se aplica. Se produce por medio de una descarga eléctrica en un equipo que es alimentado con aire concentrado. La instalación, implementada a nivel industrial, se encuentra en la planta de la sindicatura de Costa Rica, en Culiacán”.

La técnica consiste en concentrar el oxígeno y aplicar una descarga eléctrica. El ozono producido se aplica en el fondo del agua de la planta tratadora para el contacto de las burbujas de gas con el líquido a tratar.

“El ozono lo aplicamos por medio de unos difusores en el fondo del líquido para que se transfiera de mejor manera”, explicó. El equipo para la ozonificación fue adquirido en Estados Unidos. Es integrado por concentradores de oxígeno, generadores de ozono, así como mecanismos de control y aplicación; todo adaptado al clima y agua de Culiacán. Tienen la capacidad para la desinfección de 100 litros de líquido por segundo.

“Es un desarrollo que permite optimizar los consumos eléctricos, incrementa la eficiencia de transferencia del ozono al agua, esto es nuestra aportación, reduce costos porque ya no hay consumibles más que la electricidad. De otra manera se tiene un frasco de cloro, echando y echando. Un consumible permanente se está haciendo a un lado. Esa es la parte tangible, la reducción de los costos”, dijo.

Otros beneficios

Al comparar el consumo de electricidad con el uso de cloro, desde el punto de vista ecológico, los beneficios son superiores con la técnica de ozonización, indicó Llanes Ocaña.

“El cloro tiene el segundo lugar en accidentes a nivel mundial. Es muy peligroso, desde el traslado: la pipa debe ser especial, cumplir múltiples reglas y normas. El almacén debe tener un sinnúmero de reglas y el operador debe cumplir también con muchos requisitos, sobre todo cuando es gas, porque puede ser aplicado en pastilla, líquido o en gas. El reto es evitar accidentes por el uso del cloro, desde el traslado, almacenamiento y aplicación, en especial en zonas urbanas”, defendió.

En cambio, dijo, con la técnica de ozonización solo es necesario presionar un botón para comenzar a trabajar. “Esa es otra gran ventaja del ozono sobre el cloro”, expresó.

La técnica de ozonización se aplica en Francia, España, Estados Unidos, Canadá; en México, Sinaloa será una entidad pionera.

“El proyecto se pretende sea elevado a nivel nacional. Esta es una tecnología propia, desarrollada durante años, escalada a nivel internacional y aplicada a nivel industrial, lo que no es fácil. Conacyt quiso verlo. Con esto se crearon las condiciones suficientes para replicarlo a nivel industrial. Los resultados son contundentes”, dijo.

La planta de la sindicatura de Costa Rica

 La planta tratadora de aguas residuales de la sindicatura de Costa Rica fue seleccionada por el científico debido a su capacidad, 100 mil litros por segundo; además, debido a que se encuentra enclavada en campos agrícolas. El agua ozonizada que surge de esa planta se puede reutilizar en los canales de riego.

“El dren es el canal más contaminado, ahí se tira todo tipo de basura, desperdicio: agroquímicos, animales muertos; al tirar el agua de una planta, lo que se hace es una mezcla completa de agua con miles de contaminantes; el agua corre a las bahías y esteros. Eso pasa actualmente con las descargas. Este proyecto viene a dar un giro de 180 grados. Resulta además más económico tratar y desinfectar el agua con ozono que con cloro; se tiene un agua que puede regar los cultivos”, dijo.

Conacyt, añadió, impulsó este proyecto a nivel planta. La condición es la información suficiente para replicar el proyecto y escalarlo a un nivel mayor, es decir, a todas las plantas tratadoras de aguas residuales y potables.

Fuente: CONACYT.