Tecnología para la revalorización de aguas residuales

Transformar el tratamiento de aguas residuales desde la perspectiva de la economía circular es la base de la membrana A2MBR (Anaerobic-Algal Membrane Bioreactor), una innovadora alternativa que complementa las soluciones hídricas que se desarrollan en el Centro Avanzado para Tecnologías del Agua (CAPTA) y el Departamento de Ingeniería Civil (DIC) de la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas (FCFM) de la Universidad de Chile.  La tecnología avanzada de filtro para el tratamiento de aguas residuales combina varios procesos para lograr una mayor eficiencia en la eliminación de contaminantes y la revalorización de recursos como el agua.

A2MBR, desarrollado por un equipo liderado por la académica Ana Lucía Prieto, se caracteriza por ser una tecnología descentralizada y multipropósito para tratamiento y reúso de agua, generando efluentes –cursos de agua– tratados aptos para diferentes sectores tales como la agricultura, recarga de acuíferos e incluso la faena minera, lo que contribuye a la conservación y uso sostenible del agua en el país.

Naroa Balsebre, estudiante de magíster e ingeniera del proyecto, explica que el potencial de reutilización de agua a nivel país podría ser clave para reducir la brecha hídrica. “A modo de ejemplo, el caudal descargado por emisarios submarinos en la Región de Valparaíso (2,6 m³/s) podría regar 27.300 hectáreas de uva de mesa o 10.250 hectáreas de palto. Esto resalta la importancia de desarrollar tecnologías como el A2MBR que generen aguas de calidad suficiente para su reutilización”, sostiene.

Con respecto a la experiencia a nivel mundial en el reúso de aguas, la investigadora comenta que Israel lidera en este ámbito, donde cerca del 90% del agua es tratada para reúso. En Chile, el 78% de las aguas residuales tratadas son devueltas a los cauces de ríos, donde son reutilizadas indirectamente por canalistas aguas abajo de las plantas de tratamiento, y un 22% es desaprovechada al ser descargada al  mar. 

¿Cómo funciona?

El proceso se puede separar en dos etapas. La primera corresponde a un proceso anaeróbico (sin oxígeno), en donde microorganismos especializados consumen la materia orgánica, generando un efluente rico en nutrientes apto para fertigación (técnica que permite aplicar agua y fertilizantes a través del sistema de riego); biogás, que puede ser utilizado para la generación de energía in-situ; y lodos que pueden usarse como fertilizantes. Estos últimos son separados del agua mediante membranas semipermeables, obteniendo agua libre de sólidos. La segunda etapa corresponde a fotobiorreactores, donde algas especializadas consumen los nutrientes disponibles en el efluente del proceso anaeróbico y lo utilizan para su crecimiento. Al igual que el proceso anaeróbico, las algas son separadas del efluente mediante membranas, dejando un efluente libre de sólidos suspendidos y sin contaminantes. Una etapa final de oxidación avanzada podría garantizar agua tratada apta y salubre para diversas aplicaciones de reúso, como la recarga de acuíferos.
Principales beneficios

Además de su mayor eficiencia en la eliminación de contaminantes, en comparación con los sistemas convencionales de tratamiento de aguas residuales, una de las principales ventajas del A2MBR es su operación flexible (multietapa) que aporta diferentes calidades de efluentes, lo que puede suplir variadas necesidades de reúso (riego o recarga de acuíferos, por ejemplo). Además, durante su proceso anaeróbico produce biogás, que puede ser utilizado como fuente de energía para alimentar el sistema, reduciendo los costos de operación y promoviendo la sostenibilidad ambiental.

Otra de sus ventajas es el menor espacio requerido para su implementación. El sistema es compacto y permite su aplicación en zonas remotas (como una faena minera). Además, su diseño es capaz de adaptarse fácilmente a las variaciones de carga y composición de las aguas residuales, lo que la hace altamente flexible y adecuada para diferentes entornos y necesidades.

Ana Lucía Prieto, académica del DIC e investigadora del CAPTA a cargo del proyecto, explica que “el sistema A2MBR hace parte de un cambio de paradigma en el tratamiento de aguas residuales, donde el diseño flexible de la tecnología permite maximizar la revalorización de efluentes y contribuir a la sostenibilidad del recurso hídrico en el país”.

Actualmente, la planta piloto de 1 m³/día de capacidad se encuentra en el Laboratorio de Hidráulica de la FCFM, donde se realizan pruebas en entornos controlados para definir protocolos de operación en diferentes aplicaciones de reúso.