Sistema portátil para potabilización de agua

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2020-02-22Sistema portátil para potabilización de agua

Universidad Nacional de Colombia |Liviano y rápido, así es el prototipo que descontamina el agua proveniente de la minería ilegal o de la producción de cocaína. En 2020, unidades de las Fuerzas Militares someterán el equipo a condiciones extremas, como lanzarlo desde helicópteros con equipos de suministros, para probar su resistencia a impactos en diferentes tipos de terrenos.

Acceder a agua apta para el consumo humano durante operaciones militares que suponen internarse en las selvas o escalar montañas es una de las dificultades que afrontan con frecuencia los soldados colombianos. Una de las razones es que muchas veces las fuentes hídricas están contaminadas por residuos químicos utilizados para procesar la cocaína, o por la minería ilegal.

Tales actividades ilícitas contaminan el agua con metales pesados como el mercurio y sustancias como la gasolina; además, por ser zonas en donde se realizan acciones de erradicación de cultivos ilícitos, los ríos y quebradas también transportan residuos de herbicidas como el glifosato.

Con base en una metodología que aplica los datos reportados en el Sistema de Información de la Vigilancia de la Calidad del Agua para Consumo Humano (Sivicap) del Instituto Nacional de Salud (INS),Iván Rodrigo Astros, magíster en Toxicología de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), evidenció por ejemplo que Antioquia, Boyacá, Cauca, Risaralda y Valle del Cauca comparten los primeros lugares del país en presencia de metales tóxicos en el agua; estos van desde 0,000003 miligramos/kilogramo/día para el mercurio y hasta 54,3 mg/kg/día para el zinc.

Otros metales que presentaron concentraciones más altas y que requieren medidas de acción inmediata por parte de las autoridades departamentales son el arsénico, el hierro y el manganeso, cuyo consumo representa un mayor riesgo de que la persona desarrolle enfermedades cardiovasculares, neurotóxicas y diabetes, entre otras.

Con respecto al glifosato, estudios adelantados por el Grupo de Investigación en Toxicología Acuática y Ambiental (Aquatica) de la UNAL, uno de los pioneros en el país en el estudio de los efectos tóxicos del glifosato en peces, han demostrado que las especies más susceptibles son el yamu, el bocachico y la cachama, estas dos últimas consideradas como un importante recurso pesquero para el país.

En un intento por solucionar las dificultades de acceso al recurso hídrico que afrontan los soldados, la UNAL Sede Manizales y Tecnoparque del Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA–Nodo Manizales), con el apoyo de las Fuerzas Militares y la financiación de Colciencias, desarrollaron un prototipo portátil de potabilización de agua, el cual también cuenta con sensores que alertan cuando el líquido es apto para el consumo humano. La directora del proyecto es la ingeniera química Valentina Hernández Piedrahita, vinculada al SENA.


Los ríos y quebradas del país transportan residuos de herbicidas como el glifosato. Crédito: archivo Unimedios.

Liviana y ágil

El profesor Javier Fontalvo Alzate, del Departamento de Ingeniería Química de la UNAL Sede Manizales y quien lidera el proyecto junto con la ingeniera Hernández, señala que por lo general las plantas de potabilización son estáticas; sus grandes tanques (2 m de alto por 3 m de ancho en promedio) reciben el agua contaminada y a través de procesos químicos y físicos –en los que se adicionan sustancias floculantes– se aglutinan las partículas que son decantadas y filtradas.

Por su parte, el prototipo de planta portátil, similar a un termo, mide 30 cm de alto por 12 cm de ancho, pesa menos de 2,5 kilos y procesa en cinco minutos 500 ml de agua contaminada con diferentes tipos de residuos (orgánicos, sólidos, metales o sales) hasta dejarla apta para el consumo humano; según el “Índice de riesgo de la calidad del agua para el consumo humano (IRCA)”, esta debe presentar valores de entre 0 y 5 %  para el contenido en minerales y diferentes iones.

El docente explica que “el líquido entra y sale continuamente: se capta por una manguera pequeña hasta llegar a un sistema de purificación; cuando llega a la parte alta del equipo, los sensores se activan para indicar que se puede consumir”. Además no requiere corriente eléctrica pues funciona mediante succión mecánica, “realiza un pulso por segundo, o sea que en un minuto se tratan aproximadamente 100 ml de agua”, agrega. Una sola planta portátil le suministraría agua a cada hombre en una unidad de 18 hombres por 6 meses. 

Identificación de zonas con aguas contaminadas

A partir de estudios públicos sobre el análisis de aguas en distintas cuencas hidrográficas del país y del impacto de los contaminantes sobre esas fuentes, el Grupo de Investigación en Aplicación de Nuevas Tecnologías, liderado por el profesor Fontalvo, seleccionó las sustancias que tienen mayor presencia y causan más efectos negativos en la salud, con el fin de darle al prototipo las características necesarias que permitieran la remoción de esos componentes para la potabilización de aguas reales.

Con dicha información se seleccionaron cinco zonas y sus ríos para realizar las pruebas de potabilización. Estos sitios tienen presencia de explotación minera o procesamiento de cocaína, específicamente son los ríos: Putumayo (Puerto Asís) y Orteguaza (Florencia) y las quebradas San Juan en Supía y Marmato (Marmato); también se realizarán pruebas con aguas del río Atrato en Quibdó.

Posteriormente, con aguas provenientes de aquello lugares se hicieron pruebas de dureza, alcalinidad, pH, mercurio, plomo, hierro, zinc, carbono orgánico, nitritos, nitratos y sulfatos como de la presencia de microorganismos (Escherichia coli, coliformes y mesófilos causantes de enfermedades intestinales). Todos estos, parámetros necesarios para el IRCA

El profesor Fontalvo explica que la dureza hace referencia a los iones de calcio y magnesio que tiene el agua y que se pueden ver en la costra blanca que queda en el fondo de un recipiente cuando se deja secar el agua a alta temperatura; entre las afecciones que estos se provocan en el cuerpo humano se encuentran los cálculos renales.

“Logramos reducciones muy significativas en componentes responsables de la dureza del agua como el calcio y el magnesio; por ejemplo, se logran niveles de la remoción de calcio del 60% que permiten estar dentro de la norma técnica”, indica el docente. Según la norma técnica el máximo permitido para consumo humano es de 60 mg/l de calcio y 36 mg/l de magnesio. Hasta el momento la alcalinidad y el pH no han mostrado una variación importante. La remoción de microorganismos como E. Coli, nitritos, fosfatos es del 100 %, de turbiedad del 99% y del color es 97 %

Hasta el momento, destaca el profesor Fontalvo, “las aguas presentaban un grado de 136 de turbiedad (NTU), y al pasarlas por el prototipo salieron con turbiedad de 1, rango que se encuentra dentro del máximo permitido que, es de 2”, señala el docente quien agrega que en el proyecto también participó Laura Marcela Murcia Montalvo, estudiante de maestría en Ingeniería Química de la UNAL Sede Manizales

Una vez finalizadas el trabajo de laboratorio, algunas unidades de las Fuerzas Militares comprobarán en campo que el prototipo funciona; para ello lo someterán a condiciones como lanzarlo desde helicópteros con equipos de suministros, hasta probar su resistencia a impactos en diferentes tipos de terrenos. Las pruebas se realizarán durante el primer semestre de 2020.

Los líderes de la iniciativa destacan que el prototipo también podría ser usado por comunidades que no tienen acceso a suministros de energía y que no poseen sistemas de potabilización del agua.

Escrito por: Luisa María Giraldo

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