Imprimir Republicar

Tecnología

Para purificar las aguas

El cobro por el uso del agua de los ríos llevará a la adopción de nuevas tecnologías para el tratamiento y la reutilización de efluentes sanitarios e industriales

El agua ahora va a tener su precio. A partir de junio, los habitantes de 180 municipios de São Paulo, Río de Janeiro y Minas Gerais, abastecidos por la cuenca hidrográfica del río Paraíba do Sul, deberán pagar por el uso del líquido elemento. Actualmente, la tasa que se paga en la llamada “cuenta del agua” se refiere al tratamiento, a la purificación y al transporte, ejecutados por las empresas de saneamiento básico. Por lo tanto, no se cobra por el agua captada de los ríos. Para los especialistas, este nuevo tipo de cobro tendrá algunos desdoblamientos. El primero de éstos es que las compañías de saneamiento deberán invertir en el tratamiento de desagües y efluentes, y en la adopción de nuevas tecnologías para ampliar la reutilización del agua. Actualmente, solamente el 10% de los efluentes domésticos generados en el país son sometidos a algún tipo de tratamiento. El resto, elimpresionante volumen de 10 mil millones de litros, es arrojado diariamente a los ríos.

La nueva cuenta, que fue aprobada en marzo por el Consejo Nacional de Recursos Hídricos (CNRH), un organismo interministerial del gobierno federal, afectará la vida de 5,2 millones de personas y alcanzará a 8 mil industrias de la región. “Las empresas deberán mejorar sus métodos y sus procesos de tratamiento para que los efluentes sean devueltos con una calidad superior a la del agua bruta captada en el manantial”, confía Ednaldo Mesquita Carvalho, consultor de la Secretaría de Recursos Hídricos del ministerio de Medio Ambiente. “Al margen de ello, las empresas reutilizarán el agua cada vez en mayor medida, con el fin de reducir los volúmenes captados”, dice.

Inicialmente solo serán las industrias que captan directamente el agua del río Paraíba do Sul y de las empresas de saneamiento quienes pagarán la cuenta. Pero en tres años, el cobro se extendería a todos los consumidores. Según Jerson Kelman, director presidente de la Agencia Nacional de Aguas (ANA), éste será el primer paso para la implementación del cobro por el uso del agua en todo el país. Al comienzo, la recaudación anual con la nueva tarifa está estimada en 14 millones de reales, suma que será usada en la recuperación ambiental de la cuenca y en la ampliación del tratamiento de desagües.

El cobro se rige por los siguientes criterios: quienes arrojen agua nuevamente al río en peores condiciones que aquéllas en las cuales fue captada pagarán 0,02 reales por cada metro cúbico (mil litros) recolectado, mientras que quienes devuelvan el agua ya tratada pagarán casi tres veces menos: 0,008 reales por metro cúbico. Los cálculos de la ANA indican que habrá un aumento de un real en las cuentas si las compañías transfieren integralmente el costo a los usuarios. Para escapar de este costo adicional en el balance financiero, las empresas deberán buscar alternativas para eliminar todos tipo de residuos, orgánicos o no, del agua de sus efluentes. Actualmente, se utilizan sistemas de filtrado, control biológico en lagos, digestores y tratamientos químicos. Son sistemas confiables, pero en ese sector aún hay margen para tecnologías más avanzadas y eficientes.

La oxidación de los contaminantes
Una de esas nuevas tecnologías es el sistema electroquímico fotoasistido, también conocido por fotoelectroquímico, objeto de estudio en los últimos diez años del profesor Rodnei Bertazzoli, coordinador del Laboratorio de Ingeniería Electroquímica de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp). El tratamiento fotoelectroquímico se efectúa con un reactor modular compuesto por dos electrodos – placas metálicas de titanio revestidas con óxidos conductores de metales nobles -, siendo que uno de ellos permanece bajo la acción de la radiación ultravioleta (UV). “El principio del sistema es muy sencillo”, explica Bertazzoli, coordinador del proyecto Tratamiento de Efluentes Derivados de la Industria de Papel y Celulosa a Través de Fotocatálisis Asistida por Electrólisis.

“Remueve compuestos orgánicos e inorgánicos por medio de procesos en los cuales el único reactivo es el electrón”. Al circular en el reactor, cualquier contaminante orgánico pasa en la superficie de los electrodos y sufre oxidación, transformándose al final del proceso en dióxido de carbono y agua. Los organismos patogénicos, que están presentes en los efluentes, permanecen inactivos, y los compuestos inorgánicos, fundamentalmente los metales pesados, quedan depositados en el electrodo.

De acuerdo con Bertazzoli, una vez sometidas a ese tratamiento, las aguas residuales estarán listas para ser reutilizadas dentro de la propia empresa, para ser arrojadas de vuelta al río, de acuerdo con los patrones establecidos por la resolución 20/ 86 del Consejo Nacional de Medio Ambiente (Conama). Dicha resolución, utilizada por la Compañía de Tecnología de Saneamiento Ambiental (Cetesb) para el control de la contaminación de los manantiales en São Paulo, establece parámetros físico-químicos y microbiológicos (oxígeno disuelto, demanda bioquímica de oxígeno, pH, coliformes fecales, nitrógeno, etc.) para efluentes domésticos e industriales. El límite de concentración de cada uno de ellos varía de acuerdo con la clasificación del curso de agua – cuanto más limpio es el río, mayor es la exigencia con relación al grado de pureza de los efluentes que serán arrojados.

“La gran ventaja del sistema fotoelectroquímico es que éste no genera subproductos -los tratamientos biológicos convencionales producen una gran cantidad de limo, lo que constituye un serio problema ambiental”, dice el investigador. Además, el sistema es capaz de remover el color y el olor del contaminante, características que, en la mayoría de los casos, no son tratadas a través de los procesos tradicionales. Hasta ahora, el sistema ya se ha mostrado viable para el tratamiento de efluentes de industrias textiles, de papel y celulosa y de lixiviado o percolado, aquel líquido negro y con fuerte olor, que contiene altas concentraciones de compuestos orgánicos e inorgánicos y que se encuentra en los rellenos sanitarios. También se han iniciado pruebas con residuos hospitalarios. Todas esas aplicaciones ya han resultado en pedidos de 14 patentes.

Bertazzoli explica que el costo de implementación del proceso es un poco más alto que el de los sistemas biológicos, pero los gastos operativos son bajos e involucran solamente el pago de la energía eléctrica, porque el proceso es automatizado. El precio promedio de un reactor electroquímico es de 600 por metro cuadrado de área de electrodo. “Una empresa de porte medio, con caudal de 70 metros cúbicos por hora, debería hacer una inversión de 120 mil dólares en una estación fotoelectroquímica con 200 metros cuadrados de electrodos”, calcula Bertazzoli. La tecnología testeada por medio de un prototipo aún no está disponible comercialmente, cosa que solamente se concretaría en dos años. El investigador es consultor de la empresa Tech Filter, que tiene un proyecto en el marco del Programa de Innovación Tecnológica en Pequeñas Empresas (PIPE), de la FAPESP. El objetivo es armar un prototipo de reactor en gran escala durante los próximos meses.

Desinfección por UV
Otra línea de investigación relacionada con el tratamiento de efluentes es la desinfección de desagües secundarios (que ya han pasado por un tratamiento previo) con radiación ultravioleta. Estudios iniciados en 1977 por el profesor José Roberto Campos y actualmente coordinados por el profesor Luiz Antônio Daniel, ambos de la Escuela de Ingeniería de São Carlos (EESC) de la Universidad de São Paulo (USP), demostraron que ese proceso es altamente eficaz para desactivar microorganismos patogénicos (virus y bacterias) y muestra ventajas cuando se lo compara con otras técnicas que utilizan desinfectantes químicos, como el cloro.

“Por actuar en el medio físico, la radiación UV no adiciona productos en el desagüe, mientras que el cloro genera subproductos organoclorados indeseables (trihalometanos, haloaldeídos, halocetonas, etc.) que, de acuerdo con la literatura médica, pueden provocar enfermedades tales como el cáncer”, explica el investigador de la USP, que recibe recursos de la FAPESP para desarrollar el proyecto Inactivación de Microorganismos Patogénicos por Fotólisis: Aplicación de Radiación Ultravioletaen Efluentes Secundarios de Desagües Sanitarios. Según el estudioso, la contaminación se produce en cadena. Cuando un efluente desinfectado con cloro es arrojado nuevamente al río, los subproductos organoclorados pueden contaminar el manantial, y el cloro residual podrá ser prejudicial para el cultivo irrigado. Lo que captan allí agua para beber también corren riesgos.

Una estación de tratamiento de desagües de la Compañía de Saneamiento Básico del Estado de São Paulo (Sabesp), ubicada en la ciudad de Lins, equipada con un fotorreactor importado de la marca Aquionics, cedido por la empresa brasileña Germetec, ya está empleando esa nueva técnica de manera experimental y con buenos resultados. “Los efluentes tratados en la estación son utilizados para irrigar una plantación de maíz en el terreno de al lado, de propiedad de la Sabesp”, cuenta Luiz Daniel. Esa investigación está siendo desarrollada con la participación de la Escuela Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (Esalq), de la Escuela de Salud Pública y dela EESC, todas de la USP, al margen de la Sabesp, y constituye uno de los temas de la red nacional de investigación en el ámbito del Programa de Investigación en Saneamiento Básico (Prosab).

Este programa tiene por objeto desarrollar y perfeccionar tecnologías en las áreas de aguas residuales, aguas de abastecimiento y residuos sólidos de fácil aplicabilidad y bajo costo de implantación, operación y mantenimiento. El historial de resultados obtenidos durante los más de 30 años de investigaciones sobre la desinfección con radiación ultravioleta realizadas en São Carlos contribuyó para la aceptación y la confianza en el proceso utilizado en Lins, que está siendo comparado con la unidad de laboratorio erigida en São Carlos con recursos de la Fapesp.

Daniel explica que la inactivación de los organismos patogénicos se produce a nivel cromosómico. “La radiación modifica el ADN de la bacteria, creando un fotoproducto que impide su duplicación”, explica. A grosso modo, el reactor es como un tubo con lámparas de vapor de mercurio, que emiten radiación UV. Durante el tratamiento, las aguas residuales entran en ese tubo y son irradiadas durante entre 5 y 30 segundos.

La limitación de esa tecnología es que la solución acuosa no puede contener mucha materia disuelta o en suspensión. Ese factor impide que los rayos ultravioleta lleguen a los microorganismos. Por tal motivo, los efluentes deben pasar por un tratamiento previo. “Creo que esta tecnología tiene potencial para ser usada a gran escala”, dice el investigador de la USP. “Ya demostrado su viabilidad técnica y también tiene un costo competitivo. Existe mercado tanto dentro como fuera de Brasil, y sería interesante la participación de empresas nacionales en el desarrollo de equipos para su uso en desagües sanitarios, porque los únicos que existen son importados.”

Apuesta a los anaerobios
La Escuela de Ingeniería de São Carlos también es el reducto de un grupo de investigadores que estudia los procesos anaeróbicos – que utilizan microorganismos (bacterias yarqueas) que no necesitan oxígeno para sobrevivir – para el tratamiento de desagües. El equipo ha contado con recursos del Prosab, gerenciado por la Financiadora de Estudios y Proyectos (Finep), para desarrollar sus estudios. El perfeccionamiento de los sistemas anaeróbicos es uno de los objetivos del Prosab.

Este proceso emplea microorganismos anaerobios que transforman compuestos orgánicos complejos en productos más sencillos, como el metano, el gas carbónico y el gas sulfídrico. Para el ingeniero químico Marcelo Zaiat, coordinador del proyecto Estudio de la Dinámica de Adhesión de Biomasa Anaerobia en Soportes y Aplicación en Reactores para el Tratamiento de Aguas Residuales, financiado por la FAPESP, el tratamiento anaeróbico presenta una serie de ventajas con relación al sistema aeróbico, el más utilizado actualmente. “Éste no necesita ser aireado o agitado y por tal motivo requiere menos energía, y utiliza menos equipamientos”, explica Zaiat. Pero la gran ventaja es otra: como los microorganismos anaerobios crecen mucho menos que los aerobios – cuando la bacteria necesita oxígeno -, la generación de limo al final del tratamiento equivale a tan solo entre un 10 y un 20% de la cantidad producida en los procesos aeróbicos.

Pese a esas “virtudes”, los procesos anaerobios aún no son lo suficientemente confiables y eficientes, y esto obliga a que los mismos pasen por un tratamiento posterior. “Nuestras investigaciones procuran precisamente perfeccionar los sistemas anaeróbicos aumentando su eficiencia”, afirma Zaiat. El tipo de material empleado es vital para la eficiencia del reactor, pues cuanto mayor es la adherencia y el tiempo de permanencia de los microorganismos dentro del equipamiento, mejor es el resultado del tratamiento.

El municipio de Piracicaba, interior del estado, fue uno de los pioneros en el país en la utilización de un reactor anaeróbico para el tratamiento de desagües. La municipalidad construyó en los años 90, con base en un proyecto holandés, una estación de tratamiento con un reactor anaeróbico de manta de lodo. Proyectada para atender aproximadamente a 90 mil personas, ésta trabaja en conjunto con un sistema aeróbico y ha mostrado buenos resultados. Según Zaiat, la tendencia en el futuro es el uso combinado de los sistemas anaeróbiocos y aeróbicos. El propio campus de la USP de São Carlos contará en breve con una estación de tratamiento compuesta por sistemas combinados. Con ésta será posible maximizar las ventajas de ambos procesos y librar al efluente de su carga contaminante, dejándolo con las características necesarias para ser desechado o incluso reprovechado.

Reutilización del agua
La reutilización del agua para fines no potables ya es una realidad en tres estaciones de tratamiento de desagües de la Sabesp en el Gran São Paulo, por un costo inferior a la tarifa normal. Juntas, las estaciones del ABC, Barueri y Parque Novo Mundo producen 180 metros cúbicos por hora de agua sin filtrado y clorado. Es un tipo de agua que puede ser utilizada en la generación de energía, limpieza pública, refrigeración de equipos, lavado de coches, combate a incendios y diversos procesos industriales. Desde mayo del año pasado, la Sabesp le suministra agua reciclada a la municipalidad de São Caetano do Sul para la irrigación de áreas verdes, el lavado de las calles y la desobstrucción de las redes de desagües pluviales y cloacales de la ciudad.

En enero de este año, otros dos municipios, Barueri y Carapicuíba, empezaron a recibir agua de reutilización por parte de la empresa. Según especialistas en recursos hídricos, todas esas iniciativas van al encuentro de la propuesta del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente y de la Organización Mundial de Salud (OMS) para fortalecer la reutilización planificada de agua para fines potables y no potables. El objetivo estratégico es proteger la salud pública, garantizar el mantenimiento de la integridad de los ecosistemas y el uso sostenido del agua. De esa manera, las nuevas tecnologías de tratamiento de efluentes – fotoeletroquímica, desinfección por radiación ultravioleta y sistemas anaerobios- atienden perfectamente a esos requisitos.

El fantasma de la escasez ronda el mundo
Un informe divulgado por la Organización de las Naciones Unidas (ONU) al final de 2001, advierte que en poco tiempo la humanidad enfrentará serios problemas relacionados con la escasez y la calidad del agua. Según este documento, 3 mil millones de habitantes vivirán en países afectados por el estrés hídrico en 2025, con una oferta de agua per cápita inferior a los 1.000 metros cúbicos por año, una cantidad mínima para atender las necesidades de una persona. “Y en 2050, 4,2 mil millones de humanos, más del 45% del total mundial, vivirá en países que no podrán asegurar la cuota diaria necesaria para satisfacer las necesidades básicas”, apunta el estudio.

Ni siquiera Brasil está libre de la amenaza de la falta de agua, pese a poseer una de las mayores reservas hídricas del mundo. El país almacena un 12% de todo el agua dulce del planeta, y divide con Uruguay, Paraguay y Argentina el mayor reservorio natural de agua subterránea de la Tierra: el acuífero Guaraní, de 1,2 millones de kilómetros cuadrados. “De nada sirve ostentar abundancia, lo importante es saber usar esa abundancia con inteligencia”, afirma Aldo Rebouças, investigador del Instituto de Estudios Avanzados de la USP y autor del libro Águas Doces no Brasil, un completo estudio sobre la problemática hídrica nacional.

De acuerdo con el investigador, pese a que la oferta de agua en el país es abundante, la misma se encuentra mal distribuida, con un 70% de las reservas localizadas en la región de la Amazonia, que tiene tan solo un 7% de la población brasileña. “No va a faltar agua en Brasil, pero sí va a faltar en los hogares”, afirma Rebouças . Para revertir este cuadro, dice el científico, se debe reducir el desperdicio, que según sus cálculos, llega al 40% del agua consumida en el país. “También debe crecer el uso de técnicas que posibiliten la reutilización del agua”, dice el investigador. “Los estudios indican que alrededor del 80% del agua podría estar siendo reutilizada para fines no potables”, concluye.

Programas terão financiamento
Financiar proyectos científicos y nuevas tecnologías destinados a perfeccionar los diversos usos del agua, incluso en el tratamiento de aguas residuales. Ése es el objetivo del Fondo Sectorial de Recursos Hídricos (CT-Hidro), creado hace dos años por el Ministerio de Ciencia y Tecnología (MCT) y reglamentado en julio de 2001. En diciembre pasado, fueron seleccionados los 123 proyectos que recibirán apoyo del fondo sectorial este año. De ese total, 27 se relacionan con el tratamiento de desagües sanitarios y efluentes industriales.

El sitio de la Finep (www.finep.gov.br) muestra la relación completa de las propuestas seleccionadas. Los interesados deben desarrollar proyectos en una de las ocho plataformas tecnológicas aprobadas por el comité gestor del fundo: racionalización del uso del agua urbana, reutilización, racionalización de la irrigación, control de las contaminación de la industria alimenticia, desarrollo de productos y equipamientos, calidad, desalinización y agua subterránea.

Según Irene Altafim, de la Finep, el órgano integrante del comité gestor del fondo, los recursos del CT-Hidro son provenientes de un porcentaje (un 4%) de la compensación financiera actualmente recogida por las empresas generadoras de energía eléctrica y equivalen a un 6% del valor de la producción de generación de energía eléctrica en el país. Para el bienio 2002/2003, se estima que esa partida sumaría unos 107 millones de reales. La intención del CT-Hidro es destinar un 30% de ese monto a proyectos que benefician a las regiones norte, nordeste y centro-oeste del país.

LOS PROYECTOS
Tratamiento de Efluentes Derivados de la Industria de Papel y Celulosa a Través de Fotocatálisis Asistida por Electrólisis
Modalidad
Proyecto regular de auxilio a la investigación
Coordinador
Rodnei Bertazzoli – Facultad de Ingeniería Mecánica de la Unicamp
Inversión
R$ 71.819,14 y US$ 56.200,96
Inactivación de Microorganismos Patogénicos por Fotólisis: Aplicación de RadiaciónUltravioleta en Efluentes Secundarios de Desagües Sanitarios
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinador
Luiz Antônio Daniel – Escuela de Ingeniería de São Carlos de la USP
Inversión
R$ 54.500,00
Estudio de la Dinámica de la Adhesión de Biomasa Anaeróbica en Soportesy su Aplicación en Reactores para el Tratamiento de Aguas Residuales
Modalidad
Línea regular de auxilio a la investigación
Coordinador
Marcelo Zaiat – Escuela de Ingeniería de São Carlos de la USP
Inversión
R$ 41.362,01 y US$ 3.880,56

Republicar