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Ciencia y Tecnologia

Proyecto Agua en Coahuila (FCQ)

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Por Feli­pe Sán­chez Ban­da
Sal­ti­llo, Coahui­la. 21 de mar­zo de 2017 (Agen­cia Infor­ma­ti­va Conacyt).- Coahui­la está inte­gra­do por regio­nes desér­ti­cas y semi­de­sér­ti­cas, 151 mil 571 kiló­me­tros cua­dra­dos de exten­sión que repre­sen­tan 7.74 por cien­to del total de la super­fi­cie del país, don­de el agua es un ele­men­to tan esca­so como fun­da­men­tal.

En el mar­co del Día Mun­dial del Agua, la Agen­cia Infor­ma­ti­va Conacyt pre­sen­ta pro­yec­tos desa­rro­lla­dos en este esta­do de la Repú­bli­ca Mexi­ca­na, que tie­nen como obje­ti­vo lograr una mayor sus­ten­ta­bi­li­dad del agua y fomen­tar la cul­tu­ra de su cui­da­do en la pobla­ción.
Inves­ti­ga­do­res del Depar­ta­men­to de Bio­tec­no­lo­gía en la Facul­tad de Cien­cias Quí­mi­cas (FCQ) de la Uni­ver­si­dad Autó­no­ma de Coahui­la (Uadec) desa­rro­llan un sis­te­ma foto­bio­elec­tro­quí­mi­co para el tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les y gene­ra­ción de ener­gía eléc­tri­ca, median­te el uso de micro­or­ga­nis­mos.
Este pro­yec­to bus­ca un bene­fi­cio dual. Por un lado, solu­cio­nar la pro­ble­má­ti­ca de bio­rre­me­dia­ción de efluen­tes con­ta­mi­na­dos y, por otro lado, la gene­ra­ción de elec­tri­ci­dad y recu­pe­ra­ción de bio­ma­sa micro­al­gal como mate­ria pri­ma poten­cial para la pro­duc­ción de bio­com­bus­ti­bles.
“Los sis­te­mas bio­elec­tro­quí­mi­cos son sis­te­mas rela­ti­va­men­te nue­vos en el tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les y el empleo de micro­or­ga­nis­mos que no úni­ca­men­te tra­tan el agua sino que, ade­más, gene­ran ener­gía eléc­tri­ca de for­ma direc­ta a tra­vés del meta­bo­lis­mo micro­biano con las reac­cio­nes de óxi­do reduc­ción”, expli­có el doc­tor José Anto­nio Rodrí­guez de la Gar­za, pro­fe­sor inves­ti­ga­dor del Depar­ta­men­to de Bio­tec­no­lo­gía en la Facul­tad de Cien­cias Quí­mi­cas de la Uadec.
Uno de los enfo­ques más pro­me­te­do­res de este tipo de sis­te­mas es uti­li­zar micro­or­ga­nis­mos para con­ver­tir la bio­ma­sa en ener­gía valio­sa. Los sis­te­mas bio­elec­tro­quí­mi­cos ofre­cen dife­ren­tes fun­cio­nes pero casi todos com­par­ten el mis­mo prin­ci­pio en el áno­do, en el que los sus­tra­tos bio­de­gra­da­bles son oxi­da­dos por las bac­te­rias y gene­ran corrien­te eléc­tri­ca. Esta corrien­te pue­de ser cap­tu­ra­da direc­ta­men­te para la pro­duc­ción de elec­tri­ci­dad, pro­du­cir hidró­geno o la obten­ción de pro­duc­tos quí­mi­cos de valor agre­ga­do.
Res­pec­to al tra­ta­mien­to de aguas, has­ta el momen­to se ha tra­ba­ja­do en la bio­de­gra­da­ción de com­pues­tos xeno­bió­ti­cos como pes­ti­ci­das y bife­ni­los poli­clo­ra­dos, que son resi­dua­les con­fi­na­dos y actual­men­te prohi­bi­dos, pero que no reci­bie­ron tra­ta­mien­to.
Los resul­ta­dos de la inves­ti­ga­ción indi­can que el empleo de micro­al­gas en sis­te­mas bio­elec­tro­quí­mi­cos en el pro­ce­so de tra­ta­mien­to de agua resi­dual mos­tró un gran poten­cial. Las micro­al­gas fue­ron espe­cial­men­te efi­cien­tes en la eli­mi­na­ción de nitró­geno y fós­fo­ro. En el pro­yec­to se obtu­vo una remo­ción de nitró­geno has­ta de 98.41 por cien­to y de 92.25 por cien­to en remo­ción de fós­fo­ro, a una expo­si­ción de luz de 14 horas en ambos casos uti­li­zan­do dis­tin­tos tipos de cel­da.

Fuen­te: Ins­ti­tu­to Nacio­nal de Esta­dís­ti­ca y Geo­gra­fía (Inegi).
“El poten­cial de este tipo de sis­te­mas es muy gran­de, tie­nen una gran apli­ca­ción en un futu­ro no muy lejano. Lo que sigue con noso­tros es tra­tar de lle­var el sis­te­ma a una esca­la mayor a nivel pilo­to”, indi­có el inves­ti­ga­dor Rodrí­guez de la Gar­za.

Mate­ria­les para absor­ber arsé­ni­co del agua
Las zonas ári­das y semi­ári­das de Méxi­co enfren­tan un reto impor­tan­te para garan­ti­zar el sumi­nis­tro de agua para la pobla­ción y la indus­tria. En Méxi­co, 13 de los esta­dos en la zona cen­tro y nor­te del país pre­sen­tan con­ta­mi­na­ción de algu­nos de sus man­tos acuí­fe­ros por arsé­ni­co. En zonas como la Comar­ca Lagu­ne­ra —que abar­ca los esta­dos de Coahui­la y Duran­go— y en Zima­pán, Hidal­go, la con­cen­tra­ción de este ele­men­to ha alcan­za­do valo­res de 865 µg/l (micro­gra­mos por litro) y mil 350 µg/l, res­pec­ti­va­men­te, muy supe­rio­res a la Nor­ma Ofi­cial Mexi­ca­na (NOM) de 25 µg/l y la reco­men­da­da por la Orga­ni­za­ción Mun­dial de la Salud (OMS) de 10 µg/l.
Con el obje­ti­vo de mejo­rar la cali­dad de agua pota­ble, Cien­tí­fi­cos del Cen­tro de Inves­ti­ga­ción y de Estu­dios Avan­za­dos (Cin­ves­tav) del Ins­ti­tu­to Poli­téc­ni­co Nacio­nal (IPN), uni­dad Sal­ti­llo, desa­rro­llan pro­to­ti­pos de mate­ria­les absor­ben­tes para remo­ver arsé­ni­co de for­ma selec­ti­va en el agua de zonas desér­ti­cas y semi­de­sér­ti­cas de Méxi­co.
Este pro­yec­to es rea­li­za­do por el doc­tor Eddie López Hono­ra­to, pro­fe­sor inves­ti­ga­dor del gru­po de Inge­nie­ría Cerá­mi­ca del Cin­ves­tav, con la par­ti­ci­pa­ción de los estu­dian­tes de pos­gra­do Ana Gabrie­la Nava­rro Tovar y Hugo Rodrí­guez Melén­dez.
A pesar de que actual­men­te exis­ten méto­dos y mate­ria­les para eli­mi­nar el arsé­ni­co del agua, resul­tan cos­to­sos y poco efi­cien­tes, espe­cial­men­te si en el agua a tra­tar exis­te pre­sen­cia de sul­fa­tos o fos­fa­tos.
Para desa­rro­llar mate­ria­les capa­ces de absor­ber efi­cien­te­men­te el arsé­ni­co pre­sen­te en el agua, el doc­tor López Hono­ra­to, en cola­bo­ra­ción con el doc­tor Joa­quín Barro­so Flo­res, inves­ti­ga­dor de la Uni­ver­si­dad Nacio­nal Autó­no­ma de Méxi­co (UNAM), expe­ri­men­ta con cali­xa­re­nos, un tipo de molé­cu­las que “atra­pan” las for­mas solu­bles del arsé­ni­co.
“La molé­cu­la de cali­xa­reno pue­de ajus­tar­se exac­ta­men­te a la molé­cu­la de arsé­ni­co, como si fue­ra una mano, el cali­xa­reno es como si fue­ra la pal­ma de mi mano y los dedos son los gru­pos fun­cio­na­les que pone­mos en la par­te supe­rior de la molé­cu­la de cali­xa­reno. Es decir, que la molé­cu­la de arsé­ni­co va a caber exac­ta­men­te en la mano y los dedos van a hacer que la suje­te y que no se vuel­va a esca­par ese arsé­ni­co”, deta­lló el inves­ti­ga­dor.
El arsé­ni­co tien­de a ser absor­bi­do en luga­res con acti­vi­dad quí­mi­ca muy espe­cí­fi­ca, como ocu­rre en el cuer­po humano con las enzi­mas y pro­teí­nas. En la inves­ti­ga­ción se bus­ca repli­car esa acti­vi­dad quí­mi­ca a tra­vés de los gru­pos fun­cio­na­les para que el arsé­ni­co se man­ten­ga en las molé­cu­las de cali­xa­reno.
El pro­yec­to ha reci­bi­do finan­cia­mien­to a tra­vés del pro­gra­ma de Aten­ción a Pro­ble­mas Nacio­na­les del Con­se­jo Nacio­nal de Cien­cia y Tec­no­lo­gía (Conacyt).
“El obje­ti­vo aho­ra es desa­rro­llar una plan­ta tra­ta­do­ra de agua, al menos peque­ña, en el Cin­ves­tav Sal­ti­llo para pro­bar nues­tros mate­ria­les con agua real de una zona de Coahui­la y de ahí, depen­dien­do de los resul­ta­dos que ten­ga­mos, tra­tar de esca­lar­la en una zona que nece­si­te este tipo de tra­ta­mien­to de agua”, pun­tua­li­zó.
El doc­tor López Hono­ra­to está abier­to a tra­ba­jar con gobier­nos de Coahui­la, de la Comar­ca Lagu­ne­ra y orga­nis­mos encar­ga­dos del mane­jo del agua en la región para imple­men­tar la tec­no­lo­gía en la zona, así como estan­cias y tesis de inves­ti­ga­ción con estu­dian­tes en el labo­ra­to­rio.

Bio­gás a par­tir de tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les 
El gobierno muni­ci­pal de la ciu­dad de Sal­ti­llo, en coor­di­na­ción con la empre­sa Ideal Sanea­mien­to, gene­ra ener­gía eléc­tri­ca y tér­mi­ca apro­ve­chan­do bio­gás resul­tan­te del tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les del muni­ci­pio.
El sanea­mien­to inte­gral de las aguas resi­dua­les de Sal­ti­llo en la plan­ta tra­ta­do­ra cons­ta de cin­co eta­pas, den­tro de las cua­les la gene­ra­ción de ener­gía eléc­tri­ca se con­cre­ta al final, duran­te el pro­ce­sa­mien­to de lodos. Este sis­te­ma tam­bién per­mi­te aho­rrar com­bus­ti­bles, ya que con los lodos se gene­ra ener­gía tér­mi­ca uti­li­za­da en el pro­ce­so de tra­ta­mien­to de aguas resi­dua­les.
“Se imple­men­tó el sis­te­ma que tie­ne toda una infra­es­truc­tu­ra. El obje­ti­vo común es que, a par­tir de la gene­ra­ción de ener­gía, se auto­abas­tez­ca, lle­gue­mos a una sus­ten­ta­bi­li­dad y apro­ve­cha­mien­to direc­to para la plan­ta, que sea auto­su­fi­cien­te”, expli­có el inge­nie­ro Luis Car­los Ríos Álva­rez, sub­di­rec­tor de Plan­tas Tra­ta­do­ras de Aguas Resi­dua­les del Muni­ci­pio y maes­tro en cien­cias en sis­te­mas ambien­ta­les enfo­ca­do en tra­ta­mien­to de agua por el Tec­no­ló­gi­co de Mon­te­rrey.
Los lodos pri­ma­rios y secun­da­rios gene­ra­dos en el pro­ce­so de tra­ta­mien­to del agua ingre­san a dos módu­los de diges­tión anae­ro­bia y ahí se con­vier­te gran par­te de su frac­ción orgá­ni­ca en bio­gás (gas metano).
Con esta coge­ne­ra­ción eléc­tri­ca se bus­ca dejar de emi­tir can­ti­da­des impor­tan­tes de gases de efec­to inver­na­de­ro al medio ambien­te y pro­du­cir ener­gía para el auto­abas­te­ci­mien­to de la plan­ta.
En un futu­ro, de acuer­do con el inge­nie­ro Ríos Álva­rez, se pien­sa en la amplia­ción de la capa­ci­dad de la plan­ta tra­ta­do­ra, con­for­me a las nece­si­da­des y cre­ci­mien­to de Sal­ti­llo.
“Actual­men­te se tra­tan 950 litros por segun­do en pro­me­dio, es un incre­men­to de 24 por cien­to en rela­ción con hace seis años. Pen­sa­mos que en seis o sie­te años se requie­ra una amplia­ción y algo que hay que ajus­tar en la plan­ta será la remo­ción de nutrien­tes, espe­cí­fi­ca­men­te de nitró­geno, ya que está lle­gan­do más nitró­geno para el que está dise­ña­do la plan­ta”, pun­tua­li­zó.
Para fina­li­zar, el inge­nie­ro Ríos Álva­rez comen­tó que reci­ben visi­tas de ins­ti­tu­cio­nes para reco­rri­dos guia­dos y están abier­tos a con­ve­nios de cola­bo­ra­ción con algu­na ins­ti­tu­ción y mejo­rar diver­sas áreas de opor­tu­ni­dad.

Labo­ra­to­rio Nóma­da del Agua
El pro­yec­to COAH2O, Labo­ra­to­rio Nóma­da del Agua ini­ció con la reno­va­ción de con­te­ni­dos de divul­ga­ción de cien­cia y tec­no­lo­gía que el Con­se­jo Esta­tal de Cien­cia y Tec­no­lo­gía (Coecyt) Coahui­la com­par­tía con la niñez del esta­do, uti­li­zan­do recur­sos exis­ten­tes y enfo­cán­do­se en un tema de gran rele­van­cia para la enti­dad: el agua.
“Es un ómni­bus que tenía­mos des­de 2012 y deci­di­mos reno­var­lo y actua­li­zar­lo con un tema muy impor­tan­te para el esta­do de Coahui­la como es el agua, para con­cien­ciar y lle­var en un labo­ra­to­rio, de una mane­ra lúdi­ca y didác­ti­ca, a niños para que conoz­can el agua, su cui­da­do, su impor­tan­cia y se empie­cen a invo­lu­crar en el tema”, expli­có la licen­cia­da Clau­dia Farías Mar­tí­nez, coor­di­na­do­ra de Vin­cu­la­ción y Difu­sión del Coecyt Coahui­la y líder del pro­yec­to COAH2O, Labo­ra­to­rio Nóma­da del Agua.
La diná­mi­ca de la expe­rien­cia en el COAH2O es com­ple­ta­men­te inter­ac­ti­va y lúdi­ca para los niños, enfo­cán­do­se en el obje­ti­vo del cui­da­do del agua.
Los niños entran al ómni­bus con­ver­ti­do en un labo­ra­to­rio inter­ac­ti­vo que cuen­ta con varias pan­ta­llas y en el que per­ma­ne­cen apro­xi­ma­da­men­te 45 minu­tos. Los niños son guia­dos por la voz prin­ci­pal de un per­so­na­je lla­ma­do el Doc­tor Nube, entran­do a un mun­do don­de son cien­tí­fi­cos, con la misión espe­cial de cui­dar el agua. Final­men­te, rea­li­zan­do un con­jun­to de acti­vi­da­des asis­ti­das se pre­sen­ta teo­ría de for­ma ame­na y se refuer­zan los cono­ci­mien­tos sobre el agua median­te expe­ri­men­tos y tra­ba­jo en equi­po.
“Está hecho para niños de edu­ca­ción bási­ca (prees­co­lar y pri­ma­ria), son gru­pos de 20 per­so­nas, hay dos guías asis­ten­tes pre­sen­tes, aun­que en casi toda la expe­rien­cia los niños apren­den en soli­ta­rio, a tra­vés de la expe­ri­men­ta­ción”, expli­có la licen­cia­da Farías Mar­tí­nez.
Actual­men­te el COAH2O se encuen­tra en la ciu­dad de Torreón. Des­de 2016 ha aten­di­do a un total de 17 mil 781 per­so­nas, de las cua­les tres mil 88 fue­ron reci­bi­das en enero y febre­ro de 2017.
Has­ta el momen­to, se han visi­ta­do a niños de 83 ins­ti­tu­cio­nes edu­ca­ti­vas, en seis dife­ren­tes muni­ci­pios: Sal­ti­llo, Ramos Ariz­pe, Artea­ga, Gene­ral Cepe­da, Parras y Torreón.
Todos estos pro­yec­tos con­ti­núan en desa­rro­llo y con ellos el sec­tor cien­tí­fi­co, aca­dé­mi­co y guber­na­men­tal de la enti­dad bus­ca pro­pi­ciar un uso sus­ten­ta­ble del agua y cimen­tar una cul­tu­ra de cui­da­do para el futu­ro de la zona semi­de­sér­ti­ca de Méxi­co.

arroba14010contacto 1• Dr. José Anto­nio Rodrí­guez de la Gar­za

Depar­ta­men­to de Bio­tec­no­lo­gía de la FCQ

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 corri­co dos antonio.rodriguez@uadec.edu.mx

telico2 01 (844) 416 9213 y 415 5752 exten­sión 120 
•Dr. Eddie López Hono­ra­to 

Cin­ves­tav Sal­ti­llo

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 corri­co dos eddie.lopez@cinvestav.edu.mx

telico2 01 (844) 438 9600

                          
•Ing. Luis Car­los Ríos Álva­rez

Sub­di­rec­tor de Plan­tas Tra­ta­do­ras de Aguas Resi­dua­les del Muni­ci­pio de Sal­ti­llo

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 corri­co dos rioos@hotmail.com

telico2 01 (844) 432 4555 exten­sión 102 
•Con­se­jo Esta­tal de Cien­cia y Tec­no­lo­gía del esta­do de Coahui­la (Coecyt) 

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 corri­co dos cfarias.coecyt@seducoahuila.gob.mx 

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