Mes: Octubre 2023

Dada la actual crisis hídrica que afecta al país, buscar alternativas complementarias para aminorar el estrés hídrico es una tarea pendiente que debe resolverse lo antes posible para apoyar el abastecimiento en los próximos años. Tecnologías multipropósito como el A2MBR, desarrollada por la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la U. de Chile y el centro CAPTA, podrían posicionarse a gran escala como soluciones eficientes y sostenibles para esta problemática, a través del reúso de aguas residuales.

Transformar el tratamiento de aguas residuales desde la perspectiva de la economía circular con el uso de una membrana llamada, A2MBR (Anaerobic-Algal Membrane Bioreactor). Tecnología avanzada de filtro utilizada en el tratamiento de aguas residuales que combina varios procesos para lograr una mayor eficiencia en la eliminación de contaminantes y la revalorización de recursos como el agua. Una alternativa innovadora que complementa las soluciones hídricas que se desarrollan en el Centro Avanzado para Tecnologías del Agua (CAPTA) y el Departamento de Ingeniería Civil (DIC) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile.

A2MBR, desarrollado por un equipo liderado por la académica Ana Lucía Prieto, se caracteriza por ser una tecnología descentralizada y multipropósito para tratamiento y reúso de agua, generando efluentes –cursos de agua– tratados aptos para diferentes sectores tales como la agricultura, recarga de acuíferos e incluso la faena minera, lo que contribuye a la conservación y uso sostenible del agua en el país.

Naroa Balsebre, estudiante de magíster e ingeniera de proyecto, explica que el potencial de reutilización de a nivel país podría ser clave para reducir la brecha hídrica. “A modo de ejemplo, el caudal descargado por emisarios submarinos en la región de Valparaíso (2,6 m3/s) podría regar 27.300 hectáreas de uva de mesa o 10.250 hectáreas de paltos en la misma. Esto resalta la importancia de desarrollar tecnologías como el A”MBR que generen aguas de calidad suficiente para su reutilización”, sostiene.

Con respecto a la experiencia a nivel mundial en cuanto a los avances en el reúso de aguas, la investigadora comenta que Israel lidera en este ámbito, donde cerca del 90% del agua es tratada para reúso. Por otro lado, según el Diario Financiero en conjunto con Alfredo Moreno ex ministro de Obras Públicas, en una noticia sobre el reúso de agua en septiembre de 2021, “en Chile el 78% de las aguas residuales tratadas son de vuelta a los cauces de ríos en donde son reutilizadas indirectamente por canalistas aguas abajo de las plantas de tratamineto y un 22% es desaprovechada al ser descargada por emisarios submarinos”.

¿Cómo funciona?

El proceso se puede separar en dos etapas. La primera corresponde a un proceso anaeróbico (sin oxígeno), en donde microorganismos especializados consumen la materia orgánica, generando un efluente rico en nutrientes apto para fertigación (técnica que permite aplicar agua y fertilizantes a través del sistema de riego), biogás que puede ser utilizado para la generación de energía in-situ, y lodos que pueden usarse como fertilizantes. Estos últimos son separados del agua mediante membranas semipermeables, obteniendo agua libre de sólidos. La segunda etapa corresponde a fotobiorreactores, donde algas especializadas consumen los nutrientes disponibles en el efluente del proceso anaeróbico y lo utilizan para su crecimiento. Al igual que el proceso anaeróbico, las algas son separadas del efluente mediante membranas, dejando un efluente libre de sólidos suspendidos y sin contaminantes. Una etapa final de oxidación avanzada podría garantizar un agua tratada apta y salubre para diversas aplicaciones de reúso, como recarga de acuíferos.

Principales beneficios

Además de su mayor eficiencia en la eliminación de contaminantes, en comparación con los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales, una de las principales ventajas del A2MBR es su operación flexible (multietapa), que aporta diferentes calidades de efluentes, lo que puede suplir variadas necesidades de reúso (riego o recarga de acuíferos, por ejemplo). Además, durante su proceso anaeróbico produce biogás, que puede ser utilizado como fuente de energía para alimentar el sistema, reduciendo los costos de operación y promoviendo la sostenibilidad ambiental.

Otra de sus ventajas es el menor espacio requerido para su implementación. El sistema es compacto y permite su aplicación en zonas remotas (como una faena minera). Además, su diseño es capaz de adaptarse fácilmente a las variaciones de carga y composición de las aguas residuales, lo que la hace altamente flexible y adecuada para diferentes entornos y necesidades.

Ana Lucía Prieto, académica del DIC, investigadora del CAPTA y a cargo del proyecto, explica que “el sistema A2MBR hace parte de un cambio de paradigma en el tratamiento de aguas residuales, donde el diseño flexible de la tecnología permite maximizar la revalorización de efluentes y contribuir a la sostenibilidad del recurso hídrico en el país”. Actualmente, la planta piloto de 1 m³/d de capacidad se encuentra en el Laboratorio de Hidráulica de la FCFM, donde se realizan pruebas en entornos controlados para definir protocolos de operación en diferentes aplicaciones de reúso.

También, se puede revisar el reportaje en la Revista Beauchef, edición octubre 2024, aquí

25-10- 2023

Durante la experiencia que durará un mes, nuestra investigadora, podrá conocer y explorar nuevas fuentes de almacenamiento eléctrico y materiales de transformación de energía en el marco de un desarrollo sostenible bajo la guía de reconocidos profesores chinos e internacionales.

La investigadora del proyecto 7 del Centro Avanzado para Tecnologías del Agua (CAPTA) y estudiante del Departamento de Geología del programa de doctorado en Ciencias, mención en Geología, de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile (FCFM), Denisse Toro Andrade, realizará una pasantía en la ciudad de Chengdú, provincia de Sichuan, China, donde se conectará con destacadas y destacados profesores de diferentes universidades para abordar y conocer las últimas tendencias en las nuevas energías limpias, entre ellas la industria del Litio.

Un mes de experiencia podrá vivir nuestra investigadora gracias al programa de intercambio cultural impulsado por la Fundación Encuentros del Futuro (FPEF) y el Fondo “We Share” de la compañía global Tianqi Lithium de China, empresa centrada en materiales de nueva energía con el Litio como su principal núcleo, en el marco de la misión de contribuir como empresa a la generación de conocimiento y desarrollo de las energías en Chile.

La investigadora de CAPTA y doctorante del programa en Ciencias de la FCFM expresó su alegría y satisfacción por este mérito que obtuvo por postular al programa impulsado por Tianqi. “Me siento muy agradecida y emocionada por esta experiencia que viviré en los próximos días. Al principio por tratarse de una noticia reciente no pude procesarlo, pero ahora que han pasado algunos días desde que fui notificada de la pasantía, me visualizo en el continente asiático y me llena de mucha alegría saber que podré vivir esta experiencia. Además, me siento super agradecida con quienes me seleccionaron para esta oportunidad”, destaca Denisse Toro.

Agrega, “ a su vez, también va a ser un desafío, porque las clases se llevarán a cabo en inglés en un país y una cultura completamente diferente a la nuestra, pero quiero aprender y enriquecerme de instancias que son totalmente nuevas para mí. Ahora, mis expectativas son aprender lo que más se pueda para poder ir construyendo mi futuro aportando con mi conocimiento en los lugares que me desempeño”.

La pasantía se encuentra en el contexto del programa “New Energy Talent”, el cuál busca estudiantes de postgrados o superior interesados en contribuir al desarrollo de la industria del Litio en Chile concurso que estuvo abierto a participación durante los meses de agosto y septiembre de este año. Los resultados de la pasantía se entregaron la primera semana de octubre.

Desde el Centro CAPTA, queremos expresar nuestros mejores deseos para nuestra investigadora, ya que estamos seguros de que aprovechará al máximo esta oportunidad que ha conseguido gracias a su esfuerzo y dedicación.

04-10-2023

Un nuevo desafío en colaboración con la Universidad de la Frontera, el Dpto. de Geología de la Universidad de Chile y el Centro Avanzado para Tecnologías del Agua -CAPTA-, busca generar una tecnología para lograr la remoción de hierro y manganeso de las fuentes de agua de las zonas rurales de nuestro país.

El suministro de agua potable en un mundo afectado por el cambio climático es una preocupación global, consagrada en el Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 de las Naciones Unidas. En este contexto, el agua subterránea se ha convertido en un recurso crucial para abastecer la creciente demanda de agua. Sin embargo, en contextos geológicos particulares el agua subterránea se enriquece de elementos no deseados, como el hierro (Fe) y el manganeso (Mn), este último puede ser perjudicial para la salud humana.

La Dra. Linda Daniele, académica del Departamento de Geología de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas y directora académica de CAPTA, señala que el manganeso es un elemento neurotóxico que puede causar atrasos cognitivos en las personas expuestas. “Nuestra propuesta implica la creación de un filtro biológico que reduzca los niveles de hierro y manganeso de manera significativa y a precio no elevado, ya que muchas soluciones tecnológicas son costosas”, explica Daniele.

El proyecto financiado, a través del fondo Fondef “Investigación y desarrollo en Acción -IDeA- de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID)tiene como objetivo desarrollar un Biofiltro ambientalmente sustentable como alternativa a las plantas de potabilización de agua convencionales que utilizan químicos. El proyecto se focaliza especialmente en la necesidad de abastecer agua potable en zonas rurales, cuyo contexto sociocultural y de infraestructura reducida plantea importantes desafíos. Para abordar esta problemática, se propone desarrollar un filtro que integre procesos biológicos y físico-químicos de remoción de metales.

El Dr. Christian Antileo, director de este proyecto en CAPTA y académico del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de La Frontera enfatiza que esta investigación es un gran desafío y compromiso tanto con la investigación como con la sociedad. “Esperamos satisfacer las necesidades sanitarias pendientes en las zonas rurales en lo que respecta al suministro de agua potable de calidad”, declara Antileo.

También destaca la colaboración interdisciplinaria para abordar los problemas tecnológicos, sociales y ambientales en Chile en conjunto con CAPTA. “Colaboración que realiza ya desde hace un tiempo, aún sin proyectos formales, mediante trabajos de tesis y redacción de artículos en conjunto. Trabajar con la directora Linda, primero que nada es muy agradable por el gran equipo humano que conforma el Centro, y algo muy importante es la motivación por levantar iniciativas interdisciplinarias con buen impacto tecnológico, pero también en el contexto social y climático del país”.

El filtro, denominado BioZeo, integrará bacterias nativas y antárticas, resistentes a bajas temperaturas, pero poco estudiadas, junto con zeolita activada para facilitar la adsorción de metales remanentes. El diseño de BioZeo se llevará a cabo de manera interdisciplinaria, mediante la colaboración de expertos en hidrogeología, microbiología e ingeniería ambiental, utilizando técnicas de terreno y laboratorio. De esta forma, el proyecto busca facilitar la potabilización del agua en comunidades rurales con bajos recursos y aguas subterráneas con altas concentraciones de hierro y manganeso de origen geológico.

El área de estudio principal será la región rural de La Araucanía y contará con la participación de entidades públicas asociadas al desarrollo de proyectos de infraestructura sanitaria rural, como la Dirección de Obras Hidráulicas, SUBDERE y la Municipalidad de Temuco.

CAPTA, en colaboración con estas instituciones, se embarca en un proyecto crucial que tiene el potencial de mejorar la calidad de vida y la salud de las comunidades rurales al proporcionar acceso a agua limpia y segura. Este es un paso significativo hacia la consecución del Objetivo de Desarrollo Sostenible 6 de las Naciones Unidas y un ejemplo inspirador de la capacidad de la investigación y la innovación para abordar desafíos críticos en nuestro país.

02-10-2023.