Investigarán el uso de hidrógeno verde en sistema para eliminar nitratos de aguas subterráneas

Viernes 14 de julio de 2023.- Desarrollar una tecnología capaz de depurar aguas subterráneas contaminadas con nitratos para maximizar su uso para consumo humano, mediante un sistema modular que utiliza hidrógeno verde y energía solar. Ese es el objetivo de un innovador proyecto de investigación liderado por Javiera Toledo, académica de la Facultad de Ingeniería y Ciencia de la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), y David Jeison, académico de la Escuela de Ingeniería Bioquímica de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso.

La iniciativa tendrá una duración de dos años y cuenta con el apoyo del Fondef y de la Empresa de Servicios Sanitarios del Biobío (Essbio).

"Los sistemas de membranas que actualmente se usan para eliminar nitratos, conllevan la generación de un rechazo altamente concentrado en nitratos, que corresponde al 30% del agua que ingresa en el sistema. En este sentido, el sistema modular Bio-Hidras que proponemos permitiría recuperar este rechazo, rompiendo además la cadena de contaminación de cauces, pozos y el mar", aseguró Javiera Toledo.

Según explicó la académica de la UAI, actualmente, las regiones de Valparaíso y Metropolitana cuentan con algunos pozos de extracción de aguas subterráneas con elevadas concentraciones de nitratos, lo que dificulta su utilización directa para consumo humano. Este problema está directamente relacionado con la alta densidad de población, así como con el uso agrícola de los suelos, lo que también ocurre entre las regiones de Coquimbo y el Maule. Si bien existen casos extremos en los que la contaminación de un pozo ha llegado hasta los 160 mg/L de nitrato, basta que la concentración de nitratos esté por sobre los 30 mg/L para ser considerada como "preocupante" y sobre los 50 mg/L para que "no pueda ser directamente usada para consumo humano", de acuerdo con la Normativa Chilena de Calidad de Agua Potable (NCh 409). El consumo de aguas contaminadas con nitrato conlleva una serie de problemas para la salud, entre los que destaca el "síndrome del niño azul" en lactantes.

A su vez, David Jeison, entregó otros detalles de la tecnología que buscan desarrollar: "Se trata de un proyecto interesante que de ser exitoso tiene un gran potencial para impactar la actual industria del saneamiento de aguas, y además marcaría un precedente en la escalabilidad de este tipo de sistemas biológicos a nivel nacional e internacional. En otras palabras, este interesante desafío tecnológico busca crear un sistema de eliminación definitiva de nitratos desde aguas subterráneas mediante una osmosis inversa acoplada a un reactor de desnitrificación hidrogenotrófica para tratar la corriente de rechazo, la que a su vez utilizará hidrógeno verde como fuente de energía para el crecimiento microbiano".

Reutilización de agua

Las aguas subterráneas son una de principales fuentes de agua dulce para la producción de agua potable, representando hasta el 70% del suministro de aguas rurales. Actualmente, la estrategia muchas veces incluye la dilución de aguas contaminadas con aquellas libre de nitratos, logrando así cumplir con las regulaciones sanitarias. En ese marco, los procesos de separación como la osmosis inversa e intercambio iónico son las alternativas más costo eficiente. Este proyecto busca complementarse con estos procesos y así optimizar sus resultados, contribuyendo de paso a la economía circular y al desarrollo sostenible de la gestión hídrica en los territorios.

"Tradicionalmente se utilizan sistemas de osmosis o intercambio iónico para tratar las aguas contaminadas y cumplir con la normativa. Sin embargo, en esos procesos siempre se pierde un porcentaje de agua a través del rechazo o corriente de lavado, la que además es altamente contaminante, generando en el largo plazo un gran impacto en el medio ambiente", añadió Javiera Toledo.

La investigadora de la UAI planteó que el objetivo del proyecto es eliminar definitivamente los nitratos y ojalá lograr reutilizar el 30% del agua que hoy se pierde, pudiendo ser usada en riego, por ejemplo. De este modo, el modelo utilizará la desnitrificación biológica y se usará hidrógeno verde obtenido mediante electrolisis para alimentar el crecimiento de los microorganismos involucrados.

El proyecto Bio-Hidras está financiado por el instrumento Fondef IDeA, Subdirección de Investigación Aplicada de la Agencia Nacional de Innovación y Desarrollo (ANID).