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Investigador UBB obtuvo patente por innovador dispositivo que aumenta eficacia de humedales artificiales para tratamiento de aguas residuales rurales

Contar con humedales artificiales como alternativa a los sistemas de tratamientos convencionales para el procesamiento de aguas servidas en sectores rurales,  es la apuesta tecnológica que propone el académico e investigador del Departamento de Ingeniería Civil y Ambiental de la Universidad del Bío-Bío, Dr. Pedro Cisterna Osorio, quien recientemente obtuvo una patente otorgada por INAPI, que acredita su invención y uso y que mejora el rendimiento de los humedales en un 10% en lo que respecta a la eliminación de materia orgánica.

Fuente: DGIUBB

No hay dudas que los seres humanos requerimos de agua para la gran mayoría de nuestras actividades diarias, y las aguas residuales corresponden a todas aquellas sustancias que resultan contaminadas por el uso antrópico, propio de la vida humana, y que son tratadas mediante procesos físicos, químicos y biológicos que eliminan contaminantes presentes en el agua. Así no dañan la salud de las personas y pueden utilizarse de diversas maneras. De ahí que las aguas residuales deban ser transportadas mediante un sistema de alcantarillado adecuado. Sin embargo, los sectores rurales de nuestro país, son uno de los territorios afectados por esta falta de recolección y tratamiento de sus aguas residuales.

En este contexto, el profesor y académico de la Universidad del Bío-Bío, Pedro Cisterna, viene trabajando en la instalación de humedales artificiales como una alternativa óptima para el tratamiento de las aguas servidas (residuales) en sectores rurales, que también puede ser la solución para pequeños villorrios, centros turísticos, o incluso en procesos de recuperación de cuerpos lacustres.

La propuesta que incorpora innovación tecnológica, indica el académico Cisterna, resulta amigable con el medio ambiente, se alza como una opción altamente eficiente, de bajo costo en la inversión y en la operación posterior.

“Lo que había que mejorar en los humedales artificiales era la calidad del flujo que se da al interior de los humedales. Que sea un flujo laminar, reducir los cortes circuitos de tipo hidráulico, los flujos preferenciales y reducir los espacios muertos dentro de un humedal. Y eso exigía hacer una intervención en estos sistemas, cambiando los dispositivos tradicionales de carga y descarga por uno que estimulara un flujo eficaz que elimina las distintas perturbaciones ya mencionadas”.

El centro recreacional Ainahue de Hualqui fue el lugar seleccionado para realizar las pruebas de esta nueva invención, que permitió corroborar los avances y éxitos.

Según señala el investigador UBB, la construcción del humedal en Hualqui consideró respetar los procesos naturales del lugar y sobre la base de principios de la ingeniería, se conjugaron mecanismos y conceptos como la fotosíntesis de las plantas, la radiación solar, la presencia de microorganismos y su relación simbiótica con las plantas, entre otros criterios.

Estos humedales artificiales – recalca el investigador UBB- vienen a contribuir con la solución de un aspecto sanitario y ambiental importante para las comunidades, y especialmente en el ámbito rural se aborda una preocupación por los efectos negativos que pudieran afligir al mundo agrícola y ganadero, pues las aguas servidas no tratadas inciden negativamente en el medio y provocan mermas en los niveles de productividad, impidiendo que pequeños agricultores se incorporen a mercados atractivos desde el punto de vista económico que demandan mayores requisitos de calidad.

“Creemos que es importante vincular el tema de las aguas servidas rurales no tratadas desde una perspectiva más integral. No nos basta con denunciar el problema y brindar una respuesta desde lo técnico, sino comprender que esto se vincula con el diario vivir de las personas que están en el mundo rural”, aseveró el Dr. Cisterna.

Construcción de humedal artificial

El investigador UBB precisó que la construcción de un humedal comienza con una excavación de unos 60 centímetros. El área de extensión dependerá de la cantidad de población a la que servirá dicho espacio. Sobre la excavación se instala un polietileno de alta densidad (HDPE) que permite establecer una frontera entre la zona excavada y el suelo y las aguas subterráneas para evitar su contaminación. Sobre dicho revestimiento se aplica una capa de 60 centímetros de piedras y grava, y sobre ello se depositan las plantas, que pueden ser espadañas o juncos en atención a sus propiedades, pues se les considera plantas descontaminantes.

A través de una cañería se ingresan las aguas servidas (afluente), la que recorre el humedal y experimenta un proceso de biodegradación donde las bacterias biodegradan la materia orgánica. En tanto, las raíces de las plantas aportan aire y oxígeno dando paso a un proceso de biodegradación aeróbica que da como resultado agua limpia (efluente) en el otro extremo del humedal, que ciertamente, ha debido construirse con una determinada pendiente.

El Dr. Cisterna comenta que el tratamiento reduce alrededor del 90% de la materia orgánica, y además hay reducción de coliformes. “Como efecto de la descomposición se produce CO2, el cual es captado por las propias plantas del humedal que lo emplean como fuente de carbono, quedando retenido en el mismo lugar”, precisa el investigador.

Se trata de un proceso completo e integral, sustentado básicamente en principios de la naturaleza, y que prácticamente no requiere de intervención humana, salvo la necesaria poda anual que demandan las plantas.

“El humedal requiere un tratamiento previo, contar con una fosa séptica, que retenga fundamentalmente el material sólido. Combinando ambos elementos, la fosa séptica y el humedal artificial, se logran resultados similares a los de sistemas complejos de alto costo de inversión y de operación, que además requieren de personal mucho más calificado”, enfatizó el Dr. Pedro Cisterna.

El investigador UBB asume que los humedales responden de mejor manera a determinados contextos y necesidades de las comunidades rurales, porque al implementar una solución, además de los aspectos técnicos, también deben considerarse factores ambientales, paisajísticos y antropológicos para dar efectivamente con una propuesta óptima.

Patentamiento

Este proceso se desarrolló aproximadamente en dos años, y es concebida como patente de utilidad y lleva por nombre “Dispositivo útil en humedales artificiales, el cual permite aumentar la eficiencia hidrodinámica del humedal, que comprende al menos tres tuberías localizadas en forma horizontal a diferentes alturas”.

“Hemos dado un paso importante con esta patente, no sólo a nivel local sino también a nivel nacional. Y su importancia radica en el servicio que va a prestar a la comunidad, esa es la satisfacción para uno como investigador”, afirma.

El profesor Cisterna enfatiza que esta herramienta se presenta como un instrumento favorable para las personas más vulnerables, por su costo, instalación y beneficio múltiple, pudiendo ayudar a las personas que habitan los sectores rurales y que no cuentan con los recursos adecuados para hacer uso de los sistemas de tratamiento residuales convencionales.

Apoyo institucional

El investigador destaca el aporte y apoyo institucional recibido a través de la Oficina de Transferencia y Licenciamiento (OTL-UBB), unidad encargada de apoyar, gestionar e impulsar todas las actividades para la Transferencia y el Licenciamiento de las innovaciones desarrolladas por su comunidad universitaria hacia el medio externo. Destacan entre sus funciones, el apoyo a la vinculación Universidad – Empresa, la Vigilancia Tecnológica y la gestión de la Propiedad Intelectual.

“La OTL UBB ha sido fundamental en este proceso, por su acompañamiento y asesoría, en temas legales y detalles que conllevan este proceso. Para nosotros habría sido muy complicado hacerlo sin esta ayuda”.

Esta patente ya forma parte de uno de los Spinoff de la Oficina de la OTL UBB consistente en el licenciamiento y uso comercial que está haciendo una empresa de esta invención.