Con el propósito de contribuir a la sustentabilidad en el uso del agua en la Ciudad de México, alumnos de posgrado de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) diseñaron un filtro para potabilizar agua en la Alcaldía Iztapalapa y trabajan en un proceso fisicoquímico de tratamiento del recurso empleado en lavadoras.
En el primer Encuentro de Estudiantes de Posgrado Problemas y alternativas en temas del agua, Norma Casiano García, ingeniera geóloga y estudiante de la Maestría en Energía y Medio Ambiente de la sede Iztapalapa, presentó el resultado de la investigación desarrollada con otros colegas denominada Diseño de filtros para la potabilización del agua en la Alcaldía Iztapalapa, Ciudad de México.
El equipo de investigación desarrolló un prototipo de filtro en el que usaron gravilla, zeolita comercial, zeolita natural, carbón activado y arena de grano fino para sólidos disueltos, cuyo empleo reduce la turbiedad de 18.12 a 6.76 puntos; baja la concentración de hierro de 0.48 a 0.03 y el manganeso se reduce de 1.0 a 0.7, parámetros que se encuentran dentro de la norma oficial.
El filtro es necesario en razón de que el agua no es potable en los hogares de esa demarcación –en la que viven 1 millón 835 mil personas– y demanda una cantidad cada vez mayor, dijo la especialista al abordar el tema «Innovación y desarrollo científico».
Las causas de la mala calidad del agua se deben a la alta plasticidad de las arcillas, que provocan hundimientos diferenciales, lo que ocasiona que las tuberías se rompan, se depositen contaminantes suspendidos en el suelo, sin mencionar que se padece una extracción excesiva y hay afectaciones por las actividades antropogénicas.
Hacia el año 1975 el recurso era de buena calidad, pero por su extracción excesiva para el año 2020 ya era mala. Debido a la reducción del acuitardo –techo del acuífero– la ciudad se ha hundido, situación que causa que el agua sea salobre con presencia de hierro, manganeso y minerales pesados, en tanto que el sismo de 2017 creó fisuras en los pozos de la Alcaldía.
Hacia el año 1975 el recurso era de buena calidad, pero por su extracción excesiva para el año 2020 ya era mala. Debido a la reducción del acuitardo –techo del acuífero– la ciudad se ha hundido, situación que causa que el agua sea salobre con presencia de hierro, manganeso y minerales pesados, en tanto que el sismo de 2017 creó fisuras en los pozos de la Alcaldía.
La maestrante explicó que para la investigación se hizo un muestreo de la calidad del agua que llega a la Unidad Iztapalapa, evaluando ocho sitios bajo parámetros fisicoquímicos; se consideraron las cisternas, se verificó la cantidad de oxígeno, la turbiedad, los sólidos disueltos, el cloro libre, así como la cantidad de hierro y manganeso, entre otros factores.
Cuatro de éstos estaban fuera de los parámetros de potabilidad, de acuerdo con la norma; el PH se encontraba por arriba de lo recomendado, así como los sólidos y la conductividad, aunque lo más preocupante es la alta concentración de manganeso, elemento que contribuye a generar problemas para la salud humana, particularmente a la enfermedad de Alzheimer, advirtió la especialista.
“De ahí la necesidad de hacer un filtro que retire el manganeso, para lo cual se eligió la zeolita mediante intercambio iónico como la forma de tratar el recurso, al tratarse de un mineral abundante en el país y también es económico. La zeolita comercial tiene mayor poder de remoción que la natural, pero ambos se pueden complementar”, detalló Casiano García.
Daniel Miranda Cruz, estudiante del Posgrado en Energía y Medio Ambiente en la misma sede, planteó las conclusiones de la investigación colectiva Tratamiento de agua generada en una lavandería utilizando un polímero y su reúso, mediante la cual comprobaron que es viable la reutilización del agua gris proveniente del lavado de ropa mediante el proceso fisicoquímico de tratamiento.
Dicho proceso se complementa usando la desinfección mediante carbón activado y zeolita, apoyado por rayos UV para obtener un líquido con la calidad suficiente para usarse nuevamente, explicó el investigador.
El objetivo principal del proyecto es reutilizar el agua residual de las lavanderías mediante el proceso de coagulación-floculacion-sedimentación (CFS), usando un biopolímero y una sal inorgánica para generar lodos biodegradables. Mediante este proceso se consigue líquido apto para reúso en el lavado de ropa. En el estudio se llevó a cabo en 16 ocasiones con diferentes tipos de ropa, usando en el primer ciclo agua fresca, a partir de ahí se procesó el líquido para los ciclos siguientes, con lo cual se empleó hasta en tres ocasiones.
El objetivo principal del proyecto es reutilizar el agua residual de las lavanderías mediante el proceso de coagulación-floculacion-sedimentación (CFS), usando un biopolímero y una sal inorgánica para generar lodos biodegradables. Mediante este proceso se consigue líquido apto para reúso en el lavado de ropa. En el estudio se llevó a cabo en 16 ocasiones con diferentes tipos de ropa, usando en el primer ciclo agua fresca, a partir de ahí se procesó el líquido para los ciclos siguientes, con lo cual se empleó hasta en tres ocasiones.
El valor del PH del recurso después de tres reciclajes alcanza niveles dentro de la norma de la Secretaría del Medio Ambiente y Recursos Naturales. Respecto a la turbidez, cuando pierde la transparencia, “encontramos que el líquido obtenido de la llave no cumple con los estándares indicados, mientras que en el tercer tratamiento obtuvimos una mayor claridad del agua y removimos en promedio 95 por ciento de sólidos disueltos”.
La industria de la lavandería está reportando un crecimiento anual de 4.6 por ciento, a pesar de la pandemia. En el año 2020, este servicio tuvo un valor de 5 mil 600 millones de pesos y para el año 2021 reportó 40 mil establecimientos en el país.
La industria de la lavandería está reportando un crecimiento anual de 4.6 por ciento, a pesar de la pandemia. En el año 2020, este servicio tuvo un valor de 5 mil 600 millones de pesos y para el año 2021 reportó 40 mil establecimientos en el país.
Para el estudio se usó una lavadora comercial de 19 kilos, con un ciclo de trabajo de 45 minutos y un consumo de agua de 160 litros por ciclo. “Si consideramos que la máquina en una lavandería consume 2 mil 560 litros, trabajando con 16 ciclos al día, y un establecimiento de este tipo en promedio tiene cuatro equipos, su demanda de agua asciende a 10 mil 240 litros diarios”.
El detergente utilizado es un tensoactivo o surfactante que se compone de dos partes: una formada por una cadena hidrocarbonada de naturaleza hidrofóbica que repele el agua y una pequeña cabeza polar cargada negativamente de naturaleza hidrofílica que se disuelve en el líquido.
“Para limpiar los sólidos suspendidos en el agua gris se ocupa un proceso CFS, que consiste en adicionarle sustancias químicas que desestabilizan los sólidos suspendidos, logrando formar agregados más pesados que por el incremento de su masa pueden sedimentarse”, ejemplificó.
