Tres equipos de jóvenes investigadores trabajaron durante el 2022 en proyectos que buscan enfrentar la escasez hídrica en nuestro país. En este reportaje te contamos en qué consisten y cómo podrían ser una alternativa real para optimizar el recurso más vital con el que contamos.
“Los niños son el futuro” es una frase obsoleta para los proyectos del Congreso Explora 2022: ¡Son el presente! Durante la ceremonia al interior de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas de la Universidad de Chile, los estudiantes del sector sur poniente de la Región Metropolitana sorprendieron con diversas investigaciones, que contribuyen de una forma real a problemáticas y fenómenos observados en su entorno.
Potabilizar el agua y ahorrar la ya disponible fue el objetivo de los grupos de los colegios Cristóbal Colón de Melipilla, San Francisco de Paine y Liceo Bicentenario Santa María de El Monte, esto en el marco de la profunda crisis de acceso a agua que vive gran parte de nuestro territorio a causa de la mega sequía.
¿Qué dicen los informes?
Recientemente, se cumplieron 14 años consecutivos de sequía. Si bien, comparativamente la situación está mejor que en 2021 -ya que este junio y agosto fueron más lluviosos-, aún muchas zonas se encuentran por debajo del promedio de precipitaciones a la fecha.
Desde el Boletín de Sequía de diciembre de la Dirección Metereológica de Chile, un organismo público dependiente de la Dirección General de Aeronáutica Civil, se señala un déficit de precipitación actual que va de un 50 % -75 %, siendo la zona centro -Región de Valparaíso a Región del Maule- la más afectada del país.
Por su parte, la Dirección General de Aguas, se encarga de medir semana a semana las precipitaciones y nivel de agua de embalses en el Informe Hidrometeorológico Semanal. Respecto a los embalses -los cuales se ocupan principalmente para riego, generación de energía y consumo-, el informe detalla que actualmente, los 25 embalses medidos por esta institución, contienen 5.502 millones de m3 de agua almacenada y el promedio histórico mensual -1991 a 2020- es de 7.272 millones de m3. Esta diferencia equivale a la cantidad de agua necesaria para llenar 3 millones de piscinas olímpicas.
Agua potable de mar
A pesar del desalentador escenario, el agua dulce que se ocupa para potabilizar solo representa el 2,5% del agua disponible mundial. El resto, es agua salada de nuestros vastos océanos.
Aunque todos podemos acordar que no es algo agradable beber agua de mar y su consumo está contraindicado para los humanos, el grupo de investigadoras del colegio San Francisco de Paine estudiaron y evaluaron el proceso de desalación del agua en su proyecto “Ósmosis reversa, una oportunidad para el consumo humano de agua”.
Esta técnica, se basa en el fenómeno de ósmosis, en donde el solvente de una solución se dirige, de forma natural, y a través de una membrana con pequeños poros, a donde hay más soluto. No obstante, si se ejerce la presión necesaria, ocurre lo contrario. En el caso del agua de mar, el solvente -agua- iría donde hay menos soluto -sal y otros elementos- creando dos corrientes: el agua con poco soluto, para potabilizar y otra agua muy concentrada de soluto, llamada salmuera.
En las ciudades costeras del norte, este método ya ha sido implementado industrialmente. Desde el año 2003, en Antofagasta, una de las regiones más secas de Chile, funciona una planta desaladora que suministra casi la totalidad de agua potable de la ciudad.
José Luis Aburto es habitante de Taltal, una pequeña provincia costera de Antofagasta. La cual posee tres plantas desaladoras, fundadas en 2008, 2010 y 2020. Aburto explica que la comuna ha ido de a poco adaptándose al suministro de las plantas: “(Con las plantas desaladoras) no tenemos cortes de agua. Hay un tema de mantención y todo pero con las otras aguas, las que vienen de la cordillera, normalmente hay problemas. Cuando hay lluvia y todo eso, se saturan las redes, se ensucia el agua y la planta desalinizadora es más práctica, es más rápido”, afirmó.
Planta Desaladora
No obstante, las investigadoras del Colegio San Francisco de Paine alertan los impactos ambientales de la ósmosis inversa en las actuales plantas desaladoras: Organismos planctónicos, huevos de peces y larvas pueden ser succionados por la planta accidentalmente. Se suma a esto la generación de salmuera, el cual es un contaminante en aguas de poca profundidad.
Como solución a este problema, las estudiantes hipotetizan que incentivado la creación de plantas desaladoras locales, los pobladores podrían comercializar el residuo reconvertido en materias primas -como sal de mesa, de magnesio o fosfatos-, financiando así el funcionamiento de la desaladora y evitando el impacto ambiental por desechos.
La solución de la química
¿Has escuchado hablar de las aguas grises? lo “gris” más que por su color, es por el contenido de detergentes, jabones y otros contaminantes, ya que es el agua residual de los lavamanos, lavaplatos, duchas, entre otros. También existen las aguas negras, las cuales son contaminadas por desechos orgánicos y provienen del inodoro.
Según datos de la ONU, un 80% del total de las aguas residuales -negras y grises- no se reciclan a nivel mundial y son depositadas crudas o sin un tratamiento adecuado a ríos, océanos y otras fuentes. Esto además de causar un gran impacto negativo en los ecosistemas, significa un desperdicio económico y de recursos, ya que las aguas residuales, mediante distintos procesos pueden ser reutilizadas para el riego y generación de energía, evitando así el malgasto de agua potable. Como si fuera poco, del tratamiento de aguas negras, es posible también la obtención de materias primas, como realiza la planta La Farfana, en la comuna de Maipú, comercializando biogás derivado de las aguas servidas.
Aunque el tratamiento de aguas hasta aquí parece algo reservado solo para industrias y grandes máquinas, Desde el Liceo Bicentenario Santa María, en El Monte, propusieron un prototipo casero llamado “Photocleaner 3000: Sistema fotocatalítico para descontaminar el agua”, un proyecto pensado para combatir la escasez hídrica de su comuna, aprovechando las aguas grises de su establecimiento y la de sus hogares.
Lo que fabricaron básicamente fue un reactor tubular prototipo en donde el agua contaminada circula por unos tubos bajo la luz del sol. Se usó azul de metileno -un colorante orgánico- como contaminante para simular el agua gris, con el objetivo de cronometrar lo que demora en decolorar el azul del agua y así saber cuando el agua está limpia. Para tratar el agua, se utilizó dióxido de titanio, un elemento que expuesto a la radiación solar, libera radicales hidroxilos, los cuales son capaces de eliminar los contaminantes orgánicos del agua.
Los estudiantes, luego de varias pruebas, pudieron tratar exitosamente 5 litros de solución en aproximadamente 5 horas de funcionamiento del prototipo, concluyendo que el “Photocleaner 3000” es una solución real para el tratamiento de aguas grises en pequeñas escalas.
Un milagroso mineral
¿Qué es una zeolita? un mineral volcánico capaz de desechar los metales pesados del cuerpo, y al que se le han atribuido múltiples propiedades medicinales, como tratamiento para la psoriasis, fibromialgias, esclerosis múltiple y otras enfermedades, según el estudio de Arturo Barrientos, académico de la Universidad de Concepción.
Sin embargo, este mineral también promete en el sector de la agricultura, el cual, según un estudio de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) en 2011, es la actividad que ocupa la mayor cantidad de agua a nivel mundial: un 70% de la extracción total. Javier Ojeda, geofísico de la Universidad de Chile, y asesor científico del proyecto, menciona que la porosidad de la zeolita es capaz de retener agua, mejorando la capacidad de los suelos y optimizando la cantidad de agua invertida en el regadío.
Con esta información, los estudiantes del Colegio Cristóbal Colón de Melipilla, decidieron trabajar en un proyecto relacionado al ahorro de agua de regadío de su establecimiento, luego de que su comuna fue declarada este año en estado de escasez hídrica.
El proyecto, titulado “Zeolita para reducir el gasto de agua en el colegio”, consistió en probar distintos tipos de organización y cantidad de zeolitas en un set de 3 recipientes con pasto extraído del patio de su colegio. En uno colocaron zeolita mezclada con tierra, en el segundo zeolita por capas y el último sin zeolita. Luego de una semana sin riego, observaron que el recipiente de la zeolita mezclada con tierra, era el que mantuvo el mayor verdor del pasto: un 50%, versus un 30% del de zeolita por capa y un 20% del sin zeolita.
Como explica Ojeda, el equipo planea profundizar la investigación con distintas variedades de zeolita, en busca de las más efectivas en la mantención de la humedad del suelo.
Congreso Nacional
De los trabajos presentados, Photocleaner 3000 fue uno de los finalistas de Congreso Regional, y que en marzo de 2023 concursará junto a los mejores trabajos a nivel nacional, representando a la zona Sur Poniente de la Región Metropolitana.
Fuentes:
