Perfeccionan sistema para purificar hasta 20 mil litros de agua con arsénico por día

Es un desarrollo de investigadores de la Facultad de Ingeniería de la UNLP y del CONICET. La planta de tratamiento de agua, construida con materiales de bajo costo, será instalada en la localidad bonaerense de Pipinas. El objetivo es replicar el modelo en otras ciudades afectadas.

Frente a la problemática de contaminación de agua con arsénico (As) detectada en comunidades de la provincia de Buenos Aires, en el año 2006, investigadores del Departamento de Hidráulica de la Facultad de Ingeniería de la UNLP y del CONICET emprendieron el desafío de diseñar un dispositivo con el fin de extraer este compuesto que, además, fuera de bajo costo y fácil operación. Comenzaron con estudios de laboratorio para pasar luego a pruebas piloto en algunas localidades obteniendo, inicialmente, 700 litros de agua por día (L/día) apta para consumo. Próximamente, instalarán una planta de tratamiento de agua en la localidad de Pipinas. El objetivo es llegar a los 20.000 L/día y replicar el modelo en otras ciudades afectadas.

El sistema desarrollado consiste en una planta modular para la remoción de arsénico del agua de consumo basada en la técnica de hierro cero-valente (ZVI). Esta técnica involucra compuestos de hierro en diferentes estados de oxidación generados durante el tratamiento y se destaca por presentar una relación eficiencia/costo muy favorable.

La Dra. Ing. Eliana Berardozzi, integrante del proyecto, detalló que "el diseño de la planta fue pensado utilizando materiales de bajo costo y fácilmente disponibles en el mercado. El prototipo consta principalmente de columnas y cañerías de PVC, tanques domiciliarios de agua y filtros comerciales de arena. También incluye un sistema de control de pH muy sencillo".

La planta de tratamiento se encuentra en la localidad de Verónica donde se realizan trabajos de optimización para su posterior instalación en la cooperativa de la localidad de Pipinas, perteneciente a la Federación de Cooperativas de Agua Potable y Saneamiento de la Provincia de Buenos Aires (FEDECAP). Su construcción fue financiada con un subsidio de la Secretaría de Políticas Universitarias del Ministerio de Educación de la Nación y fondos de la cooperativa Eléctrica de Pipinas.

El objetivo es llegar a los 20.000 L/día y replicar el modelo en otras ciudades afectadas. 

Los investigadores y técnicos de la UNLP-CONICET junto a operarios de las cooperativas de Verónica y Pipinas están trabajando en el ajuste del diseño de las etapas de filtrado de la planta. "El sistema está pensado para el tratamiento de 20.000 L/día, pero debido a algunas limitaciones observadas en las etapas de filtración, estamos trabajando para obtener, en primer lugar, 10.000 L/día. Sin embargo, si fuera necesario el caudal se podría duplicar replicando sólo las etapas finales del proceso", explicó la ingeniera.

Según estimó Berardozzi, teniendo en cuenta una dotación de 5 litros por habitante por día y una familia compuesta de cuatro personas, con la planta de 10.000 L/día se podrá abastecer aproximadamente a 500 hogares de agua segura para bebida y cocción de alimentos.

De acuerdo a los resultados que se obtengan durante los ensayos planificados para la primera mitad de este año en la Cooperativa de agua potable de Verónica, se espera poder trasladar la planta y comenzar las pruebas definitivas en la localidad de Pipinas en el segundo semestre de este año.

La idea a futuro, además, es poder adecuar la planta para poder remover también otros contaminantes.

Fortalecer el vínculo con organismos y cooperativas

Para el equipo de especialistas el trabajo con las cooperativas con las cuales se articula es esencial, ya que son las encargadas de brindar agua segura a los habitantes. En esa línea, el proyecto contempla la capacitación del personal a cargo de las plantas para la operación, mantenimiento y monitoreo de las mismas. "Es fundamental fortalecer el vínculo con organismos y cooperativas para que, en conjunto, podamos adaptar esta tecnología para que les resulte útil y la puedan manejar fácilmente. Siempre, en todas las pruebas de campo que hemos realizado, pudimos fortalecer este punto", resaltó Berardozzi.

Los prototipos diseñados por los científicos de la UNLP fueron previamente probados, con resultados satisfactorios, en las ciudades bonaerenses de Castelli y Verónica.

El ingeniero hidráulico Luis Ojer, gerente de la Cooperativa de agua potable y otros servicios públicos de Verónica, que participa del proyecto y es miembro de FEDECAP, advirtió que "el problema del arsénico en la provincia de Buenos Aires es una preocupación para las cooperativas, que es un sector de pequeños operadores de servicio de agua potable que, en general, no tienen acceso a la tecnología disponible para poder remediar la calidad de las aguas".

Para Ojer, "replicar la planta sería una solución para muchas pequeñas localidades, parajes y caseríos donde, en algunos casos, el servicio de agua potable es operado por cooperativas de otros servicios como el telefónico o de electricidad".

El gerente destacó como un hecho positivo que la solución a la problemática del agua con arsénico provenga del sector público. "Desde la Federación apoyamos todos los desarrollos que vengan desde el sector público porque, en definitiva, es la devolución a la población que llega desde la educación pública, desde la inversión que se hace para formar técnicos del nivel que tienen los profesionales de la UNLP", expresó.

Cabe destacar que, por su labor, los investigadores obtuvieron como reconocimiento el Premio a la Innovación, otorgado por la UNLP en 2016. Además, Berardozzi fue reconocida como Egresada Distinguida de la carrera de Doctorado en Ingeniería del año 2019, también por la Universidad.

Junto a la ingeniera, que es docente en la Facultad de Ingeniería y becaria postdoctoral del CONICET, forman parte del proyecto el Dr. Fernando Sebastián García Einschlag (investigador CONICET - profesor en la Facultad de Ciencias Exactas); la Ing. Cecilia Lucino (investigadora en la UIDET Hidromecánica - profesora en Ingeniería); la Dra. Ing. Tatiana Arturi (investigadora y docente en Ingeniería); el alumno de Ingeniería Química Juan Martín Moralejo y personal técnico de la UIDET Hidromecánica.

Las instituciones que apoyan el proyecto son UIDET Hidromecánica, Departamento de Hidráulica, Facultad de Ingeniería, CONICET, UNLP, FEDECAP, Cooperativa de agua potable y otros servicios públicos de Verónica y Cooperativa de provisión de electricidad y otros servicios públicos de Pipinas.

Funcionamiento del sistema

La planta de tratamiento de agua opera de manera continua y se basa en la capacidad de los productos de corrosión, compuestos principalmente por especies insolubles de óxido de hierro Fe (III), de co-precipitar y/o adsorber una fracción mayoritaria del As presente en el agua. En primer lugar, el agua atraviesa 4 columnas (conectadas en paralelo) rellenas con ZVI en los que este material reactivo es oxidado por el oxígeno disuelto presente naturalmente en el agua, generando así diferentes productos de corrosión.

En la segunda etapa el Fe (II) soluble que escapa de las columnas es oxidado formando especies de Fe (III) que son inestables a pH neutro.

Finalmente, el proceso incluye una tercera etapa, compuesta por dos sistemas de filtración rápida para la remoción de las partículas insolubles de hierro generadas, que permite obtener concentraciones totales de Fe y de As por debajo de los límites permitidos para agua potable (0.3 ppm y 10 ppb, respectivamente).

Presencia de arsénico en territorio bonaerense

El arsénico es uno de los elementos que por su elevada toxicidad ejerce una significativa limitación sobre la potabilidad del agua. La mayor parte del As incorporado a los acuíferos utilizados para abastecimiento en Argentina tiene origen natural y provino de la disolución de minerales vinculados a erupciones volcánicas y actividad hidrotermal.

La llanura Chaco-Pampeana es una región reconocida a nivel mundial por su elevado contenido de arsénico en agua subterránea, ya que el área involucrada abarca 10 millones de km2 del país y afecta a 4 millones de habitantes. En la provincia de Buenos Aires el 87 % del territorio se ve afectado, donde se han identificado zonas con altos niveles de As, principalmente en la zona sur y noroeste.

La ingesta prolongada de agua con tenores elevados de arsénico causa daños al organismo, dando lugar a una enfermedad conocida como hidroarsenicismo crónico regional endémico (HACRE). Produce cáncer de riñón, hígado, pulmón entre otros, además de otros efectos. Se acumula en huesos, músculos y piel. Se fija en pelos y uñas produciendo hipo/hiper pigmentación, queratosis y cáncer de piel.