jueves 12 octubre 2023
El Dr. Santiago Montserrat, investigador del Advanced Mining Technology Center (AMTC) de la Universidad de Chile, es uno de los adjudicatarios de fondos del Concurso ANID de Tecnologías Avanzadas 2023 para el cual presentó un proyecto con doble propósito: crear una herramienta que proyecte la futura calidad de aguas ante escenarios de cambio climático y usar esa información para adaptar y optimizar sistemas de potabilización, esto último utilizando tecnologías avanzadas de tratamiento de aguas.
El problema principal que el Dr. Montserrat pretende abordar con su proyecto es el empeoramiento de la calidad de las aguas, especialmente en cuencas de montaña: “Este fenómeno ha sido ampliamente reportado como consecuencia de la actividad minera, en particular en aquellas zonas donde la minería se desarrolló antes de la promulgación de leyes de protección al medio ambiente. Sin embargo, en los últimos años se ha observado un deterioro de la calidad de aguas en cuencas con escasa intervención humana, atribuyendo esta condición al cambio climático y, en particular, a las sequías”.
Un ejemplo de esto es la cuenca alta de la Región Metropolitana, en donde el equipo del Dr. Montserrat ha detectado un aumento significativo en la concentración de elementos altamente solubles, difíciles de tratar con tecnologías convencionales (manganeso, arsénico, sulfato) y no consideradas en sistemas de potabilización típicos, enfocados actualmente en separar sólidos (clarificadores, filtros) y desinfectar mediante cloración. Muchos de estos elementos ya estarían sobrepasando la norma de agua potable. Por ello se hace necesario avanzar en un modelo de proyección de la calidad de aguas para prever las necesidades de su tratamiento futuro ante distintos escenarios de cambio climático y el desarrollo de tecnologías de tratamiento avanzado para adaptar, con la información recogida por el modelo, los sistemas de potabilización ante tales escenarios. Esto apuntando a la reducción o eliminación de las aguas de rechazo y a su revalorización para uso industrial o agrícola, con un enfoque de “zero-liquid-discharge«
La solución propuesta por el grupo de investigación comprende el desarrollo de dos productos tecnológicos que generan sinergia al operar en conjunto. En primer lugar, se desarrollará una herramienta para proyectar la calidad de aguas para consumo humano, conservación de ecosistemas y uso industrial, de mediano y largo plazo, empleando escenarios de cambio climático. Por otro lado, se desarrollará un proceso integrado de tratamiento para la remoción de contaminantes inorgánicos de interés que puedan superar la NCh 409 (norma chilena de agua potable) y para los cuales no existen tratamientos en las plantas de potabilización convencionales. Este proceso integrado se basa en procesos de nanofiltración, foto-oxidación catalítica-adsorción, destilación con membranas y cristalización por membranas. “El modelo de proyección de calidad de agua puede determinar los elementos que en mediano o largo plazo podrían ser un riesgo para el consumo humano en alguna cuenca específica, cuantificando los rangos de concentración esperables de estos contaminantes. De esta forma, el proceso integrado puede adaptarse o ser diseñado para dichos elementos, en los rangos de concentración determinados por el modelo”, explica el Dr. Montserrat.
Un punto a destacar del proyecto es que el mencionado proceso integrado de tratamiento combinará varias tecnologías propias del AMTC. Primero el agua se someterá a un proceso de nanofiltración para separar ciertos iones de interés (como iones de sodio, potasio y cloro). Las aguas de rechazo de la nanofiltración se tratarán luego en el sistema SolArsenic, que utiliza un proceso dual de fotooxidación y adsorción mediante un nanomaterial capaz de remover arsénico, manganeso, hierro y aluminio desde fuentes de agua. Finalmente, el flujo que saldrá de SolArsenic pasará por un último proceso de destilación/cristalización con membranas (muy similar al proceso LiSa de recuperación de agua desde salmueras) para remover sulfato y al mismo tiempo recuperar el agua. El proceso SolArsenic estará a cargo de la Dra. Andreina García y el que utiliza membranas será conducido por el Dr. Humberto Estay.
“Estas tecnologías podrían aplicarse a diferentes cuencas, por lo que los beneficios que conllevan podrían ser útiles en diferentes territorios, adaptando la escala y focalizando el diseño del proceso a elementos específicos”, indica el investigador.
Si el proyecto resulta exitoso, los beneficios serán múltiples, según el Dr. Montserrat: “Los usuarios finales de estas tecnologías serán empresas de tratamiento de aguas, como empresas proveedoras de agua potable, sistemas de Servicios Sanitarios Rurales (SSR) o incluso proveedores de agua industrial. Todo se traduce en beneficios sociales directamente asociados a incrementar la calidad de vida”.
El proyecto cuenta con la Dra. Andreina García como directora alterna y con un equipo integrado por las/os investigadoras/es del AMTC Lorena Barros, Simón Díaz, Dr. Humberto Estay, Aldo Muñoz, Daniela Muñoz, Gianni Piaggio, Salvador Quezada y la Dra. Maibelin Rosales.