Ciencia y Tecnología

Patente a Bio-reactor en EE.UU

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Jueves, 12 Marzo 2015
Agencia de Noticias Univalle

Este 17 de marzo, en EE.UU., se concederá una patente internacional al proyecto BLAAT® (Bio-reactor Lagunas Anaeróbicas de Alta Tasa), innovación de carácter mundial con la cual la Universidad del Valle a través del Instituto Cinara contribuye a descontaminar, a bajo costo, las aguas servidas de ciudades o núcleos agroindustriales con dos componentes adicionales: producción de biogas para uso energético y biomasa como material de enmienda de suelos.

Para el investigador y actual director del Instituto Cinara de Univalle, Prof. Miguel R. Peña Varón, el proyecto, que nació a comienzos de 2000, en el marco de su investigación doctoral en la Universidad de Leeds (Inglaterra), el BLAAT® cuenta “con características que permiten lograr eficiencias de eliminación de materia orgánica en tiempos cortos de 12 a 18 horas”.

Según el investigador, el BLAAT® se podrá aplicar a pequeña y gran escala; como ciudades de diferente tamaño o en zonas agroindustriales, “hablamos entonces de aguas residuales con contaminación orgánica, en el caso de las ciudades; desechos pecuarios, en sectores campesinos o agroindustriales, e industriales del sector de alimentos”.

El BLAAT® ya ha sido implementado en municipios como El Cerrito (Valle del Cauca), y un diseño similar en El Maule (Chile). “Lo que esperamos es que empresas como Acuavalle, responsable de la prestación de los servicios de acueducto, recolección y tratamiento de aguas residuales en la región, hagan uso de esta patente en lugar de privilegiar tecnologías foráneas costosas e ineficientes para nuestro contexto socio-económico”.

La importancia del tema –dijo Peña- “es que es un sistema eficiente y barato para descontaminar las aguas de comunidades de bajos ingresos como las nuestras, y podría generar un verdadero impacto a través de su transferencia a los pequeños operadores de este tipo de sistemas”.

Los investigadores de Univalle esperan que municipios, pequeñas comunidades y empresas de la región que tengan aguas biodegradables para tratar, utilicen esta patente de investigadores de la región: “Así podrán mermar sus costos de operación y mantenimiento sin sacrificar la confiabilidad del servicio”.

Sobre su investigación dijo que todo desecho líquido que contenga materia orgánica –incluye carbono, nitrógeno y fósforo– es susceptible de ser tratado o purificado de manera biológica: “Para el desarrollo del BLAAT® utilizamos microorganismos (arqueas) encargados de desdoblar la materia orgánica, obteniendo como resultado un agua más limpia”.

Y aunque la biorremediación que se aplica en el BLAAT® no es nueva, pues la naturaleza toda la vida ha hecho biorremediación, lo que sí resulta novedoso de este sistema creado por investigadores de Univalle es su “sencillez y eficiencia”.

El BLAAT® ha sido concebido para que cualquier comunidad de bajos y medianos ingresos pueda descontaminar sus aguas residuales a bajo costo con la ventaja de obtener biogás de la materia orgánica contaminante y los biosólidos, que secados al sol, servirán como mejorador de  suelos.

El profesor Peña, quien desarrolló este proyecto con el apoyo del Grupo de Investigación en Saneamiento Ambiental del Instituto Cinara (Clasificado en categoría A de Colciencias), resalta que el sistema, por ser anaeróbico, produce apenas la cuarta parte del biosólido (lodos) generado por un sistema aeróbico.

Una cosa que casi nunca se dice del tratamiento de aguas residuales convencional aeróbico es que el manejo de los lodos generados por el proceso resulta tan costoso como el tratamiento  del agua misma, mientras que lo desarrollado en esta patente por Univalle termina produciendo dos tratamientos en uno: del agua por un lado y del biosólido (que es mineralizado) por el otro, resultando así más barato y eficiente.

El Prof. Peña advierte que las arqueas presentes en el  BLAAT® ya están en el agua contaminada, y lo que hacen es reproducirse más controlada y eficientemente para fermentar la materia orgánica. Luego de fermentada, la convierten en metano (combustible), nitrógeno (CO2) y óxido nitroso (N2O), un gas de efecto invernadero importante.

Antes de este desarrollo logrado por los investigadores del Cinara, las lagunas anaeróbicas, que siempre han existido, eran unidades donde el agua llegaba, entraba y se movía de manera aleatoria por la laguna hasta salir.

Así, “todos los gases que se producen a raíz del metabolismo anaeróbico son liberados a la atmósfera, contribuyendo en parte al efecto invernadero y generando molestias por malos olores”.

“La naturaleza toda la vida ha hecho biorremediación y los seres humanos no podemos escaparnos de imitar a la naturaleza”, sostiene el Prof. Peña. “Normalmente los desarrollos en ingeniería han seguido una historia donde lo eficiente va de la mano de lo complejo; aquí intentamos volver a la sencillez y belleza de la naturaleza”.

¿Por qué? “Un pequeño municipio o comunidad que necesite descontaminar sus aguas residuales, no va a tener la capacidad económica para pagar los servicios de un ingeniero sanitario o ambiental permanentemente con el fin de que monitoree y controle una planta de tratamiento de aguas residuales que, además de costosa, requiere de mantenimiento y reparaciones”.

El experimento

En este proyecto participaron, además de estudiantes de maestría y pregrado de la Universidad del Valle, los profesores Duncan Mara, de la Universidad de Leeds, y Eugenio Giraldo, de la Universidad de los Andes.

Pero, ¿qué hicieron de diferente los investigadores de Univalle para les sea reconocida una patente internacional? Allí en las lagunas donde corría el agua de manera horizontal, y salía de la misma forma, aplicando teorías de reactores bioquímicos, los investigadores del Cinara lograron confinar y aislar las arqueas que permiten el tratamiento natural de las aguas negras, pero simplificando la complejidad hidrodinámica de otros reactores anaeróbicos de alta tasa.

La confinación la lograron gracias a la construcción de una cámara de mezcla, de tal manera que las aguas negras entran por el fondo y fluyen hacia arriba, obteniendo así un flujo vertical en esta parte del biorreactor.

Una vez en ese compartimiento o cámara, la biomasa activa de arqueas, debido a los flujos verticales, forma pequeños gránulos o agregados compuestos de consorcios microbianos. El agua se bio-filtra a través de estos gránulos, y de esa manera se depura naturalmente.

“Lo que se ha hecho –concluye Peña- es proveer unas condiciones ambientales adecuadas para que estos microorganismos crezcan confinados, que es la manera de controlar el proceso; al estar confinados, crecen masivamente y en menor volumen, haciendo que la capacidad de tratamiento por unidad de volumen aumente.

Para dar una dimensión del trabajo hecho por los investigadores del Instituto Cinara, una laguna convencional tarda en hacer este trabajo 24 horas o más. Con este nuevo método, los investigadores de la Universidad del Valle lo hacen en la mitad del tiempo.

“El tratamiento de un agua doméstica lo hemos rebajado a 12 horas”, dice Peña, aumentando además la eficiencia: “La convencional eliminaba en promedio  el 60% de la materia orgánica; con nuestro método subimos al 70% en menos tiempo y espacio, lo que hace que el BLAAT® sea más compacto”.

Esta patente, según Peña, significa varias cosas. Primero, que en el mercado no hay un reactor sencillo de este tipo, y es por tanto, una novedad. Segundo, que la universidad y su comunidad científica en un país como Colombia, a pesar de las limitaciones, tienen la posibilidad de ser creativos y  generar opciones tecnológicas nuevas y distintas basadas en nuestros propios problemas.

Peña Varón dijo que se buscó patentar esta innovación tecnológica en EE.UU por su desarrollo tecnológico maduro, comparado con Colombia, ya que por esta vía se puede contribuir a un reconocimiento y difusión más rápidos de la invención. Es una visión estratégica, pues “al final del día lo que importa es que la tecnología se difunda y se use responsablemente”, concluyó.

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