Proyecto regional de Valparaíso investigará uso de hidrógeno verde en el tratamiento de aguas subterránea

El proyecto de investigación Bio-Hidras desarrollará una tecnología o sistema modular autosustentable capaz de eliminar nitratos de aguas subterráneas. Todos los requerimientos energéticos del sistema serán cubiertos con energía solar y producirá hidrógeno verde para alimentar a los microorganismos depuradores del agua.

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Un proyecto de investigación Fondef I+D liderado por Javiera Toledo, académica de la Facultad de Ingeniería y Ciencia de la Universidad Adolfo Ibáñez, y David Jeison, académico de la Escuela de Ingeniería Bioquímica de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, desarrollará durante dos años una tecnología capaz de tratar de forma amigable con el medioambiente aguas contaminadas con nitratos para maximizar su uso para consumo humano, mediante un sistema modular que utiliza hidrógeno verde.

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 también con el uso agrícola de los suelos, extendiéndose este problema entre las regiones de Coquimbo y el Maule. 

Funcionamiento

Javiera Toledo explicó que «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».

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, por ejemplo el “síndrome del niño azul” en lactantes.

Por su parte, David Jeison comentó que la iniciativa “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».

Importancia de las aguas subterráneas 

Las aguas subterráneas son una de las 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. Así, los procesos de separación como la osmosis inversa e intercambio iónico, son las alternativas más costo eficiente y por ende este proyecto en desarrollo, 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.

El objetivo del proyecto, de acuerdo a la investigadora, 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 electrólisis 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) y Essbio.

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