Tecnología e innovación líquida
Por Janneth Aldecoa
Culiacán, Sinaloa. 16 de octubre de 2017 (Agencia Informativa Conacyt).- La Junta de Agua Potable recibió el Premio Sinaloa de Ciencia, Tecnología e Innovación, que anualmente entrega el gobierno del estado a través del Instituto de Apoyo a la Investigación e Innovación (Inapi), para reconocer el talento científico innovador en beneficio de la entidad.
En esta ocasión, el premio fue para la Junta de Agua Potable y Alcantarillado de Culiacán (JAPAC) por el proyecto “Innovación del proceso de potabilización por medio de un sistema de recirculación de agua de retrolavado y del proceso de filtrado”.
El proyecto generó dos innovaciones para el mejoramiento del proceso de potabilización de agua. La primera es un sistema de recirculación para el aprovechamiento de las aguas de retrolavados de filtros, donde resalta el reúso de agua con contenido de productos químicos en la potabilización.
La segunda innovación consiste en la instalación de mecanismos de control para el vaciado y escape de gases en los filtros, así como la interconexión de estos, de tal forma que por vasos comunicantes se transfiere agua de uno a otro, garantizando una limpieza y retrolavados exitosos.
El director de JAPAC, Jesús Higuera Laura, explicó que el objetivo del proyecto, que consiste en optimizar el proceso de potabilización de agua, fue posible a través del apoyo a ideas innovadoras que aportan soluciones a necesidades cotidianas.
“Esto nos lleva a contar con un proceso de potabilización más amigable con el entorno y sobre todo competitivo”, comentó.
Los beneficios
Higuera Laura explicó que entre los beneficios se encuentra el mejoramiento del aprovechamiento de los recursos y un proceso de potabilización de mayor eficiencia, al reusar agua que proviene del retrolavado de filtros.
“Esta agua contiene productos químicos, lo que propicia un proceso de potabilización de mayor estabilidad, así como la posibilidad de aprovechar los filtros al máximo mediante los mecanismos de control que se les han instalado”, dijo.
El investigador a cargo del proyecto es el doctor José Guadalupe Llanes Ocaña, miembro del Sistema Sinaloense de Investigadores y Tecnólogos (SSIT). Explicó que durante 10 años, como científico de la Universidad Autónoma de Sinaloa (UAS), realizó diversos estudios a nivel laboratorio sobre las aguas de la región, particularmente de la ciudad de Culiacán.
“Ya teníamos una idea muy completa y un conocimiento integral de las diferentes plantas que opera la JAPAC, así como de los distintos procesos de tratamiento de sus fuentes de abastecimiento de ríos y de pozos”, comentó.
El proyecto
El método de operación del sistema de recirculación se basa en las características del agua cruda o de alimentación de la planta potabilizadora, cambiante dependiendo la época del año.
“Durante la época de lluvia en la ciudad de Culiacán, las turbiedades que arrastran las aguas de los ríos, de donde se surten las plantas tratadoras, son muy altas y esto genera un sinnúmero de problemas que implica incrementos en las dosis de reactivos y costos de operación, en este caso el sistema se enfoca en recircular principalmente agua clarificada y desecha lodos”, explicó Llanes Ocaña.
Agregó que durante los meses de estiaje la situación se invierte, las turbiedades de las aguas o influente de la planta son bajas y generan problemas de formación de floc por la reducida cantidad de sólidos en el agua.
“Aquí es donde juega un papel clave el sistema de recirculación de las aguas de retrolavado, de tal forma que se recircula agua rica en turbiedad y residuos de reactivos que sirven para adecuar el influente de la planta, mejorar el proceso de tratamiento y evitar así el desperdicio de cantidades importantes de agua que, en promedio, equivalen a 8 a 12 por ciento del influente de planta”, dijo.
Indicó que hasta ahora las aguas de retrolavado de los filtros de las plantas potabilizadoras se consideran aguas de desecho, sin embargo, la investigación determinó que esas aguas resultan de mejor calidad que la fuente de abastecimiento principal proveniente de los ríos y canales, con fuente extra de abastecimiento a las plantas.
“Estas aguas representan grandes volúmenes de agua fresca clarificada-sedimentada, libre de patógenos, con importantes cantidades residuales de reactivos de cloro, coagulante y polímero que favorecen su reúso como parte del influente de la planta tratadora”, dijo.
Proyecto innovador
El científico dijo que entre las mejoras básicas del proyecto sobresale que los mecanismos de llenado del filtro por medio de control de válvulas de vaciado de la caja de repartición evita que el agua de alimentación arrastre aire en la entrada, reduciendo las interferencias al proceso de filtrado.
“Se implementan dispositivos de desfogue de aire en los domos de los dos compartimentos de que constan los filtros para evitar vibraciones y averías en el falso fondo del filtro, se ha incorporado en el fondo del lecho filtrante una alimentación de aire a través de las flautas radiales para remover anticipadamente del lecho filtrante la suciedad retenida y hacer eficiente el retrolavado”, dijo.
Añadió que en la metodología del retrolavado cuantificaron los porcentajes de remoción y establecieron los tiempos óptimos de retrolavado, llegando a casi un retrolavado cada 24 horas.
“Es algo que jamás se había conseguido en la historia de la JAPAC”, comentó Jesús Higuera Laura.
Agua de calidad
La ingeniería de interconexión de los filtros individuales forma un sistema de batería entre ellos, de forma que por vasos comunicantes se transfiere agua de uno a otro, garantizando suficiente agua limpia para el retrolavado completo y el alcance de la turbiedad requerida.
“De esta forma se prolonga por años la vida útil del lecho filtrante, se reduce el número de retrolavados a su límite y se obtiene un importante ahorro de agua limpia. Estas interconexiones pueden ser generalizables a ‘n’ filtros y diversas formas geométricas de ubicar los cuerpos de los filtros en las plantas”.
Añadió que toda esa serie de operaciones y modificaciones pueden ser automatizadas, debido a que experimentan diversos materiales filtrantes para obtener un nuevo lecho filtrante de carácter híbrido de mejor calidad y con un costo menor, hasta de 50 por ciento.
“Todo esto ha significado una óptima filtración, mejor calidad de agua y un importante ahorro en los costos de la carga filtrante de 50 por ciento menor al tradicional”, dijo.
Tecnología nacional
Planteó a diversos gerentes de juntas de agua potable en Sinaloa la necesidad y al mismo tiempo oportunidad de mejorar los procesos de potabilización sobre la base de una revisión o diagnóstico, para implementar las innovaciones y mejoras.
Con apoyo del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y el Instituto de Apoyo a la Investigación e Innovación, el investigador enlazó a la JAPAC con la propuesta de implementar los resultados experimentales, probarlos a nivel piloto y a nivel planta industrial en la Planta Costa Rica.
“Ahora estamos haciendo innovaciones al proceso de filtración, también implementamos un sistema de recirculación para aprovechar las aguas de retrolavado y con eso la JAPAC ha obtenido grandes beneficios y ahorros económicos”, dijo.
Añadió que ahora la JAPAC está en condiciones de diseñar y construir una planta nueva, más moderna y eficiente, que obtenga agua de mejor calidad a menor costo.
“Esta innovación permite el aprovechamiento de 10 a 12 por ciento de agua, y de la filtración también se obtiene un importante ahorro en el material filtrante. El método que se utiliza para retrolavar prolonga la vida del filtro”, explicó.
Consideró que el proyecto tiene un impacto nacional y por ahora la JAPAC planea reproducirlas en las ciudades más importantes de Sinaloa: Culiacán, Los Mochis, Mazatlán y Guasave. La implementación solo requiere la réplica de resultados, diseños, operaciones y metodologías.
“Esto es lo que debe hacerse, aprovecharse. Estamos en las mejores condiciones, con la idea de atender inmediatamente eso. Eso es relativamente rápido porque este sistema ya está probado, solo se trataría de replicarlo”, dijo.
Apoyo Conacyt
En 2015, Llanes Ocaña desarrolló también un proyecto de ozonización del agua con JAPAC, de manera que Sinaloa fue la entidad pionera en el país en utilizar esa técnica para la limpieza de aguas residuales, que permite la reutilización de ese líquido en la agricultura.
El científico José Guadalupe Llanes Ocaña emprendió el proyecto “Planta de tratamiento de aguas residuales de la sindicatura de Costa Rica, con una capacidad de 100 litros por segundo”, con apoyo del programa Fondos Mixtos (Fomix) de Conacyt 2014 y el Inapi.
El director general de Inapi, Carlos Karam Quiñones, dijo que el proyecto propone la eliminación de la técnica de cloración para la limpieza de las aguas residuales y la utilización de ozono en la desinfección del agua.
“Se trata de crear las condiciones para la reutilización del agua en los campos agrícolas de Sinaloa y evitar así desperdiciarla tirándola a los drenes. El proyecto se encuentra en la etapa de pruebas y puesta en marcha”, comentó.
Las instituciones que impulsan la investigación buscan, según señala la justificación del proyecto, que la innovación implementada en las plantas de aguas residuales pueda ser aplicada en plantas de agua potable, es decir, para consumo humano.
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