El pulso del agua
Un equipo multidisciplinario de investigadoras e investigadores trabaja en el desarrollo de una tecnología limpia, no térmica y sin químicos, basada en campos eléctricos pulsados, destinada a la desinfección del agua de consumo y al tratamiento de aguas residuales. La iniciativa fue una de las seleccionadas en la convocatoria “Ciencia y tecnología contra el hambre”.
“La verdad es que venimos hace años trabajando en lo que es la esterilización con pulsos eléctricos. Es una nueva tecnología que se está aplicando en alimentos y aguas. Y ya estábamos en un nivel de avance con los equipos que desarrollamos que se imponía la necesidad de llevarlos a la sociedad. Por eso armamos el proyecto y lo presentamos”, explica Nahuel Olaiz investigador responsable del proyecto “Tecnología no química para desinfección del agua de consumo y tratamiento de aguas residuales, basada en campos eléctricos pulsados”, que fue una de las iniciativas seleccionadas entre las 451 que participaron en la convocatoria “Ciencia y tecnología contra el hambre”, organizada por el Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación.
Olaiz es bioquímico con orientación en biotecnología recibido en la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA. Luego se doctoró en el Departamento de Computación de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA. Actualmente es investigador del CONICET y trabaja en el Instituto de Física del Plasma (INFIP) de Exactas UBA.
“Estamos muy contentos. La financiación es muy buena y tenemos que ejecutarla en un año. Es una dinámica de trabajo muy positiva”, se entusiasma Olaiz, quien encabeza un numeroso y multidisciplinario equipo de investigadores e investigadoras (ver recuadro).
La tecnología de campos eléctricos pulsados, conocida con la sigla PEF (Pulsed Electric Fields), se desarrolló inicialmente para el procesamiento y esterilización de alimentos líquidos. Es limpia, “no térmica” y no utiliza químicos, por lo que genera mucho interés para la desinfección del agua de consumo y el tratamiento de aguas residuales.
La inactivación de los microorganismos presentes en el agua se consigue aplicando pulsos de muy alta intensidad y muy corta duración (micro o nanosegundos). Estos pulsos producen un campo eléctrico capaz de inducir la formación de poros y, en consecuencia, generan un aumento en la permeabilidad de la pared celular de los microorganismos, provocando un daño irreversible.
En comparación con los métodos tradicionales de desinfección y mejoramiento de aguas, el tratamiento PEF presenta múltiples ventajas. Dado que la energía empleada es suficiente para alterar las células vivas pero no lo suficientemente poderosa como para crear reacciones químicas, no tiene ningún impacto químico en el agua. A diferencia de tratamientos térmicos, químicos o con rayos ultravioleta, utiliza menos energía y no induce resistencia en la población microbiana. Además, no se altera el sabor ni la calidad del agua potable.
De esta manera, el tratamiento y mejoramiento de aguas con PEF, reduce el impacto ambiental, no afecta la salud de las personas y reduce los químicos empleados así como los costos energéticos respecto de las tecnologías que se utilizan en la actualidad.
El proyecto seleccionado tiene un doble objetivo: por un lado apunta a desarrollar y escalar un equipo industrial para comercializar e instalar en plantas de tratamiento con el fin de reemplazar los métodos de desinfección convencionales; y, por otro, a crear pequeños dispositivos, sustentables y de bajo costo para uso doméstico, destinados a suministrar agua potable a las sectores sociales más vulnerables.
“El equipo industrial se puede utilizar en plantas nuevas o ya existentes porque se trata de una tecnología que se instala directamente en el caño de salida y no ocupa mucho espacio”, describe Olaiz, y completa: “Como se trata de una tecnología que trabaja en continuo nos permite ir limpiando el agua a medida que va pasando. Aplicando los pulsos vamos esterilizando en microsegundos un volumen de hasta mil litros por hora”.
Por sus características, se trata de una tecnología que es escalable a grandes caudales, aplicable en flujos turbulentos, turbios y cargados de partículas. Es ambientalmente segura, sencilla de implementar y de operar en cualquier tipo de planta.
El agua es esterilizada a la salida de la planta potabilizadora pero durante su transporte hasta los domicilios pueden incorporarse microorganismos que crecen en las cañerías viejas. Entonces, lo ideal es volver a tratarla en las canillas de las casas, particularmente de aquellas en las que se obtiene el agua que se utiliza para beber y cocinar. De esa manera se garantiza el consumo de un producto libre de microorganismos.
“A los dispositivos hogareños, que nosotros llamamos nanoelectroporadores, los estamos terminando de ajustar. Es un equipo pequeño que se maneja con el celular. Una vez que lo instalás funciona de manera automática. A medida que va circulando el agua se activan los pulsos y se realiza el tratamiento. Es una pequeña celda, parecida a los filtros de carbón activado, que se coloca en la punta de la salida de la canilla”, señala Olaiz. En relación con los costos del dispositivo aclara: “Estamos tratando de minimizar su valor para que pueda ser utilizado por toda la población. Idealmente, querríamos que su precio sea similar al de un cargador de celular”.
Para llevar adelante este proyecto el equipo de trabajo eligió a la ciudad bonaerense de Verónica, ubicada en el partido de Punta Indio, a unos 90 km de La Plata. Verónica contaba con 6.546 habitantes de acuerdo con el censo de 2010 y según un relevamiento realizado en 2016 por las fundaciones Plurales y Avina y los institutos Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA) y de estudios sobre Ciencia y Tecnología de la Universidad Nacional de Quilmes, un 25,5 por ciento de la población de Punta Indio no cuenta con acceso a la red pública de agua potable en la zona urbana.
“Verónica es una ciudad que presenta muchas ventajas para desarrollar nuestro trabajo. Su cantidad de habitantes y el volumen de agua que consumen se ajustan a los parámetros adecuados que nosotros podemos tratar. Pero además tiene otro dato clave: yo soy de Verónica y tengo muchos amigos allí”, se ríe Olaiz pero enseguida vuelve a hablar en serio: “La verdad es que el hecho de que la gente te conozca y te tenga confianza es muy importante para que acepte colaborar en el proyecto. Si no, no es un tema sencillo”.
La iniciativa se fijó como metas -para cuando finalice este año de trabajo-, contar con una planta piloto para el tratamiento de aguas en funcionamiento con una capacidad de mil litros/hora de uso continuo. Y tener instalados, por lo menos, diez nanoelectroporadores en hogares de familias vulnerables de la ciudad.
“Realmente esperamos poner a punto esta tecnología para poder aportar soluciones frente a los graves problemas de acceso y de calidad del agua que consume una parte importante de la población de nuestro país”, se ilusiona Olaiz.
La formación completa
Además de Nahuel Olaiz, el equipo multidisciplinario e interinstitucional que forma parte del proyecto está integrado por: Carolina Schebor, Adriana Márquez, Diana Grondona, Hernán Tacca, Isaac Rodríguez, Alcira Trinelli, Diego Fanego, Atilio Grimani, Ignacio López Lombardo, Gabriel Esquivel, Santiago Cattaneo, Stefanía Napoleone, Ricardo Windholz, Patricia Centarti, Rosa Hernández, Estefanía Staffieri Lorenzo.
