Algas del Lago de Texcoco podrían ser la clave para limpiar aguas residuales
El costo del tratamiento para las aguas residuales difuculta su reutilización; sin embargo, investigadores de la UNAM hallaron algunas microalgas que podrìan cambiar la situación
El costo de operación asociado con estos métodos de saneamiento radica en la cantidad de reactivos y energía eléctrica que necesitan las aguas residuales para la aireación
Esto sucede con bacterias e incluso metales pesados y otros contaminantes que terminan “inertes” en la biomasa generada en las lagunas, misma que ya es utilizada como biofertilizante de forma experimental en la siembra de frijol.
Hemos hecho muchos estudios sobre lo que pasa con los metales pesados, porque podemos decir que la materia orgánica se biodegrada y se acabó, pero ¿y los metales pesados? ¿Dónde se quedan?
El gobierno prefiere otras opciones
Hemos propuesto la tecnología al gobierno federal en varias ocasiones y próximamente tendremos una reunión con la Asociación Nacional de Empresas de Saneamiento para demostrar su eficacia
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La tecnología que se emplea aquí está a la vanguardia a nivel mundial en los sistemas de saneamiento del agua / Foto: Roberto Hernández/El Sol de Méxic0
Las aguas residuales que liberamos en los sistemas de alcantarillado de todo el país van cargadas de contaminantes biológicos, químicos e incluso metales pesados que dificultan y elevan los costos de tratamiento para su reutilización. Sin embargo, investigadores de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) han identificado un grupo de microalgas con las que es posible limpiar estas aguas a una fracción del costo actual y reduciendo el impacto ambiental de su saneamiento.
La investigación, publicada en la revista Tecnología y Ciencias del Agua, analizó los beneficios de un innovador sistema que combina reactores anaerobios con lagunas que utilizan un consorcio de microalgas, identificadas originalmente en el Lago de Texcoco. Los autores del estudio proponen que además de limpiar el agua a un menor costo, muchos municipios mexicanos ya cuentan con la infraestructura necesaria para transformar las plantas de tratamiento en centros de economía circular, ya que los subproductos de las microalgas podrían usarse como fertilizantes y biocombustibles en sus comunidades.
“El tren de tratamiento con base en lagunas con microalgas asegura la no emisión de gases de efecto invernadero (GEI), y es el único que posee potencial para la valorización de subproductos en el mercado a través de la cosecha y el procesamiento de las microalgas, lo cual, en un ámbito regional adecuado, donde se puedan comercializar estos subproductos, puede representar ingresos adicionales para la sustentación operativa de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR)”, detalló el estudio.
En entrevista con El Sol de México, María Teresa Orta Ledesma, investigadora que dirige el grupo de tecnologías innovadoras en Ingeniería Ambiental de la UNAM, afirmó que esta tecnología está a la vanguardia a nivel mundial en los sistemas de saneamiento del agua, lo que representa una oportunidad para enfrentar la crisis de salud pública generada por los cuerpos de agua contaminados en el país y la falta de inversión en el país para atenderlos.
La investigación apuntó a la condición de abandono en que se encuentran muchas de las PTAR a nivel municipal o casos en los que estas instalaciones limpian una fracción del agua de su capacidad debido a sus altos costos de operación y mantenimiento. Tomaron como referencia datos publicados por el Instituto de Ingeniería de la UNAM que en 2013 determinó que solo el 29 por ciento de las aguas residuales municipales del país recibieron tratamiento.
Esta tecnología está a la vanguardia a nivel mundial en los sistemas de saneamiento del agua, lo que representa una oportunidad para enfrentar la crisis de salud pública generada por los cuerpos de agua contaminados en el país
“El factor clave encontrado por lo cual las PTAR se encontraron abandonadas fue el consumo de energía eléctrica y reactivos; la inmensa mayoría de los municipios en el país no cuenta con recursos económicos suficientes para sostener la operación y el mantenimiento de las PTAR (en especial las altamente mecanizadas)”
Orta Ledesma agregó que el costo de operación asociado con estos métodos de saneamiento radica en la cantidad de reactivos y energía eléctrica que necesitan las aguas residuales para la aireación, es decir, el soplado de aire que se requiere en las plantas de tratamiento de lodos activados para que los microorganismos lleven a cabo el saneamiento.
De acuerdo con la especialista muchos de estos municipios no cuentan con los recursos suficientes para sostener estos sistemas, más aún con la entrada en vigor de la nueva norma mexicana NOM-001-SEMARNAT-2021 que ahora exige la remoción de nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, lo que las tecnologías convencionales no pueden cumplir sin una inversión adicional.
En el sistema de reactores anaerobios y lagunas con microalgas los investigadores plantean que estos organismos no se limitan a almacenar los contaminantes para después disponer de ellos, como sucede en los tratamientos de lodos activados, sino que el consorcio de microalgas metaboliza y transforma los compuestos en el agua para eliminar su toxicidad.
En estas lagunas con microalgas se realiza el tratamiento de aguas residuales / Cortesía Instituto de Ingeniería de la UNAM
“Hemos hecho muchos estudios sobre lo que pasa con los metales pesados, porque podemos decir que la materia orgánica se biodegrada y se acabó, pero ¿y los metales pesados? ¿Dónde se quedan? O la materia orgánica recalcitrante, como son aquellos contaminantes persistentes que tienen una alteración estrogénica, que es lo último que se está investigando. También esto acaba de determinar una alumna y observó que los metaboliza, los transforma y entonces el agua sale prácticamente sin esa toxicidad que tenía”, detalló Orta Ledesma.
En términos económicos, las plantas necesitan muy poca energía eléctrica para su sistema de aireación con paletas que constantemente circulan las microalgas en la laguna de aguas residuales para que estas tengan el oxígeno suficiente para metabolizar los contaminantes. La principal inversión radica en el terreno e instalación de la laguna, la cual ocupa un espacio un poco más grande que las plantas de lodos activados.
Para la especialista, este costo inicial es una desventaja mínima en comparación con los beneficios ambientales y económicos que puede generar el sistema de microalgas, pues no solo se elimina la producción de gases de efecto invernadero como subproducto del saneamiento en métodos convencionales, sino que el efecto es inverso: las algas terminan por absorber el carbono del ambiente, no solo del agua.
Muestra de ello es que a diferencia de las tecnologías convencionales, este sistema sí logra la remoción de los contaminantes exigidos por la nueva norma mexicana, ya que el consorcio de microalgas es altamente eficiente en la eliminación de nitrógeno y fósforo sin necesidad de tratamientos adicionales.
Asimismo, las aplicaciones de la biomasa que producen las microalgas no se limitan únicamente a biofertilizantes, que es el uso más directo y sencillo, sino que pueden incluso modificarse químicamente para generar bioplásticos, biodiésel o bioalcohol.
“Si nos vamos a la operación y mantenimiento es una gran ventaja, aparte vamos a tener biomasa que podemos usar y el uso como biofertilizante es lo más simple, porque si ya nos metemos a la parte química, y aquí también lo hemos hecho, de esa biomasa nosotros podemos obtener bioplásticos”, afirmó la investigadora.
El proyecto de la UNAM analizó la efectividad de su sistema fuera del laboratorio con la instalación de prototipos funcionales en Ciudad Universitaria y Xochimilco. Este segundo opera a campo abierto, lo que ha permitido a los investigadores demostrar que funciona en condiciones reales como la falta de sol o la lluvia en esta zona de la Ciudad de México.
La tecnología que se emplea aquí está a la vanguardia a nivel mundial en los sistemas de saneamiento del agua / Foto: Roberto Hernández/El Sol de Méxic0
A pesar de la viabilidad y los múltiples beneficios encontrados en más de 11 años de investigación de estas microalgas, la investigadora expresó que México aún no integra el sistema de saneamiento de aguas residuales. Señaló que han propuesto la tecnología al gobierno federal en varias ocasiones y que próximamente tienen una reunión con la Asociación Nacional de Empresas de Saneamiento para demostrar su eficacia, sin embargo Orta Ledesma afirmó que con frecuencia las autoridades prefieren invertir en compañías transnacionales como Veolia o Degremont para desarrollar las obras de saneamiento.
Actualmente, la investigadora sólo tiene conocimiento de una planta que opere con esta tecnología en el país, a cargo de un particular que la contactó hace años, interesado en su línea de investigación. Sin embargo, no hay un solo municipio en México que la utilice. Un caso muy diferente es el de países como Inglaterra, donde ya se han instalado estas plantas, incluso usando luz artificial para compensar la falta de sol. Orta Ledesma enfatizó que esta situación es un contrasentido, ya que México, con su abundancia de luz solar, tiene las condiciones ideales para que esta tecnología funcione de manera óptima y a bajo costo.
La autora del estudio agregó que esta tecnología implica un cambio de paradigma en la forma en que el país aborda la contaminación del agua y las zonas en las que se almacenan las aguas residuales. En lugar de enviar los desechos de la población a lagunas de aguas negra a donde nadie quiere vivir, las microalgas pueden subsanar ecosistemas contaminados e incentivar actividades económicas que no existían antes, valorizando el desperdicio.
Este enfoque no sólo podría implementarse en nuevas plantas de tratamiento, sino también en cuerpos de agua gravemente afectados por los desechos, como la presa Endhó o el río Tula, donde la tecnología podría ayudar a restaurar la salud del ecosistema y generar beneficios para las comunidades.
María Teresa Orta concluyó que esta tecnología ha sido evaluada de manera integral, considerando su huella hídrica, de carbono y ambiental. Esta evaluación completa está próxima a publicarse y demuestra el potencial de la tecnología para ofrecer una solución verdaderamente sostenible y económicamente viable que podría revolucionar el saneamiento de aguas residuales en México y el resto del mundo.
