La UCR convierte las aguas residuales en valiosos subproductos como agua reutilizable, fertilizante y biogás.
San José, 9 de mayo (OCI/UCR) .- ¿Alguna vez has considerado que las aguas residuales podrían servir en aduanas como descarga para servicios de salud, riego de plantas, fertilizantes agrícolas o incluso como biocombustibles? Este concepto innovador se vuelve realidad gracias a un proyecto de investigación llevado a cabo por la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Costa Rica. Este proyecto está dedicado, desde un enfoque de desarrollo sostenible y economía circular, a proporcionar soluciones efectivas frente a la problemática del desperdicio de aguas residuales.
El nombre de este proyecto es «Tratamiento anaeróbico C3608 de aguas residuales ordinarias». Involucra a estudiantes y docentes de diversas disciplinas dentro de la UCR, quienes se ocupan de analizar y desarrollar mecanismos diferentes que permitan convertir estos fluidos en productos valiosos, tales como agua, energía y nutrientes. El objetivo central es ofrecer una alternativa sostenible a un problema que afecta al país, dado que en Costa Rica, aproximadamente el 75 % de la población dirige sus aguas residuales a tanques sépticos con desagües.
Desde un enfoque científico y técnico, esta solución resulta insostenible a largo plazo debido a los problemas de espacio, manejo inadecuado de la infraestructura, contaminación de acuíferos y filtraciones. Esta situación se agrava aún más por el hecho de que una parte de estos fluidos sin tratamiento termina en ríos, causando la contaminación de las fuentes hídricas.
El Dr. Erick Centeno Mora, quien trabaja en la Escuela de Ingeniería Civil y es el Coordinador del Proyecto de Investigación, explicó que el propósito de la investigación consiste en: “Evaluar y caracterizar los tipos de productos generados en las plantas de tratamiento de aguas residuales y analizar la actividad ambiental, técnica y financiera de diferentes tecnologías para aprovecharlos.”
Los científicos de la UCR evalúan diferentes mecanismos para desarrollar valiosos productos a partir de aguas residuales. Foto: Laura Rodríguez.
“Nos enfocamos en tres productos principales: el primero es el agua tratada, que en situaciones de escasez de este recurso puede ser útil para riego agrícola, limpieza de calles y hasta en la construcción. El segundo es el lodo residual, obtenido tras el tratamiento del agua, cuya forma inmediata de uso es en agricultura. Buscamos mantener nutrientes como nitrógeno, fósforo y potasio en este lodo para que puedan ser absorbidos por el suelo. Por último, el tercer producto es el biogás, un combustible rico en metano que podemos utilizar para generar energía”, añadió Centeno.
Desde su perspectiva, proyectos de este tipo son cruciales para el país, ya que solo un 25 % de la población tiene acceso a un sistema de tratamiento de aguas Residuales sanitarias, que es una de las formas más efectivas y sostenibles para gestionar el tratamiento de aguas residuales en zonas urbanas.
Evaluación inicial: por productos, reportando el potencial de las aguas residuales
Con el fin de encontrar métodos para reutilizar estos fluidos que se convierten en productos recuperables, la primera fase del proyecto se centró en desarrollar varios sistemas piloto y realizar experimentos de laboratorio destinados al tratamiento de diferentes fases de aguas residuales (líquido, sólido y residuos). En el caso de la fase líquida, se utilizaron un sistema de filtración con membrana y un sistema de biofiltración utilizando espuma de poliuretano. Posteriormente, se evaluó la viabilidad de reutilizar los desechos tratados en construcción.
Según Centeno, los resultados obtenidos para la fase líquida han sido alentadores: sistemas piloto de reactores anaeróbicos han demostrado ser efectivos para tratar las aguas residuales y cumplir con las regulaciones nacionales pertinentes. “Los estudiantes llevan a cabo pruebas en estos sistemas piloto durante un periodo aproximado de 12 semanas en las plantas de tratamiento, analizando los datos obtenidos. A partir de estos resultados, confirmamos si las técnicas y mecanismos empleados para el tratamiento o el post-tratamiento están cumpliendo su propósito de descontaminar las aguas residuales. Los resultados son positivos, y es importante destacar que representan alternativas sostenibles tanto desde una perspectiva ambiental como financiera, además de ser soluciones de menor costo en comparación con las tecnologías comúnmente utilizadas en el país”, expone Centeno.
El Dr. Erick Centeno Mora, de la Escuela de Ingeniería Civil, es el coordinador del proyecto de investigación. Foto: Laura Rodríguez.
En su opinión, con el tiempo, los sistemas piloto que demuestren ser más efectivos en el tratamiento de aguas residuales podrán ser escalados para mayores implementaciones. Por ejemplo, en colaboración con el Laboratorio Nacional de Materiales y Modelos Estructurales, el Proyecto de Investigación ha logrado verificar que el uso de agua tratada no afecta la calidad de los materiales empleados en procesos constructivos, especialmente en el caso del concreto.
Tras esto, se llevaron a cabo diversas experimentaciones en laboratorio para el manejo de la fase sólida, utilizando mecanismos de higienización alcalina y compostaje, con el objetivo de desinfectar el lodo residual y determinar su capacidad como fertilizante orgánico. “Investiguemos qué métodos pueden conseguir una reducción significativa de la carga microbiológica en el lodo restante. Por ejemplo, un estudiante trabajó en pruebas de compostaje para higienizar el lodo, mientras que otro se enfocó en añadir cal para elevar el pH y convertir este residuo en un biosólido adecuado para la agricultura”. En este contexto, las pruebas también se realizaron en colaboración con el Centro de Investigación Agrícola (CIA) para validar si este lodo residual puede ser utilizado como fertilizante natural en entornos de invernadero.
Finalmente, los sistemas piloto están diseñados para aprovechar el biogás producido dentro de las plantas de tratamiento de aguas residuales para el calor residual. “Utilizamos el biogás, lo quemamos en unidades térmicas especialmente diseñadas, y a través del calor, se trata el lodo residual para lograr su higienización”, explica Centeno.
Es de suma importancia que la mayoría de los sistemas piloto y las pruebas experimentales sean evaluadas y enfocadas desde un análisis del ciclo de vida, que impida medir la sostenibilidad técnica, ambiental y financiera de manera equitativa. Este proyecto se encuentra en desarrollo durante el 2025, y las expectativas son que los sistemas piloto más eficaces logren implementarse en el sector técnico nacional y alimenten futuras investigaciones.
