Profesores investigadores de la carrera de
Nanotecnología de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ), en México,
diseñaron un sistema para el tratamiento y reúso de agua, el cual será parte de
un modelo de casa sustentable que se presentará en el Solar Decathlon Europe de
este año en España.
El proyecto tiene como objetivo recuperar las
aguas residuales que se generan usualmente en un hogar para que puedan ser
reutilizadas en actividades de limpieza, baños y hasta el riego de jardines,
hortalizas o árboles frutales. Está encabezado por los docentes investigadores
de la Facultad de Ingeniería de la UAQ, Karen Esquivel Escalante, José Alberto
Rodríguez, Carlos Guzmán Martínez y Eduardo Arturo Elizalde Peña.
Este sistema para el tratamiento y reúso del agua
está estructurado en tres procesos a través de los cuales el vital líquido es
sometido, que son anaerobio, fotocatálisis solar y filtraje. El profesor
investigador José Alberto Rodríguez explicó en qué consiste el proceso
anaerobio por el que es tratada el agua residual en este proyecto.
“El agua llega directamente al sistema, que puede
ir enterrado o semienterrado dependiendo de las necesidades de la casa. La
primera etapa consiste en un tratamiento anaerobio a base de microorganismos
sin aire, lo cual lleva unos tiempos de retención hidráulica, es decir, si yo
meto cinco litros, esos mismos deben de salir. Obviamente el dispositivo está
diseñado para el número de personas que habitan en la casa. El porcentaje de
remoción de contaminantes, en esta primera etapa, está entre 90 y 95 por ciento
de sólidos suspendidos”, acotó.
Después, el agua residual pasa por un proceso
llamado fotocatálisis solar, el cual estuvo a cargo de la doctora Karen
Esquivel Escalante y del doctor Carlos Guzmán Martínez.
“Después del tratamiento biológico anaerobio
entramos nosotros con un catalizador, es decir, un material que reacciona con
la luz solar y genera un proceso de oxidación donde los agentes patógenos
existentes en el agua llegan a morirse. Este material lo sintetizamos en el
laboratorio a base de dióxido de titanio, lo modificamos con plata —para seguir
el principio de la plata coloidal que se utiliza para desinfección en los
hogares—, se hace pasar el agua y se ilumina con luz solar durante cuatro
horas”, apuntó Esquivel Escalante.
En ese sentido, Guzmán Martínez destacó que el
sistema donde se coloca el material para la fotocatálisis solar está elaborado
con materiales reciclables.
“Nosotros propusimos utilizar botellas de
tereftalato de polietileno (PET, por sus siglas en inglés) para nuestro sistema
de reacción; colocamos el material catalítico en una superficie elaborada
también de este material. Nos decidimos por el PET porque es muy fácil de
adquirir y manipular. Tiene sus inconvenientes, por ejemplo, como nuestro
catalizador funciona con luz solar tiende a quemarse después de cierto tiempo;
sin embargo, es fácil de reemplazar, a diferencia de si hubiéramos empleado
vidrio, que además de ser caro es más frágil”, explicó.
La vida útil de este material, de acuerdo con
Esquivel Escalante, es de aproximadamente cinco a seis ciclos. Después de la
fotocatálisis solar, el agua, que todavía cuenta con residuos de grasa, aceite
y natales, pasa al proceso de filtraje diseñado por el investigador Eduardo
Arturo Elizalde Peña.
“El filtro lo elaboramos con quitosano, que es un
polímero de origen natural, el cual mezclamos con alcohol polivinílico. Esta
fórmula nos confiere cierta estabilidad mecánica; entra en forma de esferas, se
empaqueta el filtro en capas dejando el material en medio, hacemos pasar el
agua por arena, tezontle, el material, de nuevo tezontle y arena, lo que ayuda
a que la grasa quede atrapada junto con los metales bivalentes y polivalentes
que pudieran permanecer en el agua, porque el quitosano tiene la propiedad de
ser quelante, es decir, abre y cierra su estructura dependiendo de los iones
que existan”, explicó.
Los investigadores de la UAQ puntualizaron que el
apoyo recibido para este proyecto provino de los fondos internos del área de
posgrado de la Facultad de Ingeniería, para que la institución pueda participar
en el proyecto Casa Solar que representará a la Universidad Autónoma de
Querétaro en el Solar Decathlon Europe.
“La idea surge por iniciativa del doctor Jorge
Adán Sánchez Reséndiz, de la carrera de Arquitectura, quien realizó sus
estudios de posgrado en España y por ello tuvo contacto con el Solar Decathlon
Europe. Se presentó la convocatoria a toda la universidad para el diseño de
casa, de los que se seleccionaron nueve proyectos de trabajo con especialistas
en las áreas de Automatización, Nanotecnología, Arquitectura y Diseño
Industrial para atender cada uno de los aspectos que hagan sustentable la
casa", comentó Elizalde Peña.
De los nueve proyectos que componen el modelo de
Casa Solar que representará a la UAQ en España, dos de ellos los trabajan
profesores investigadores de Nanotecnología. El segundo es una pintura
autolimpiable que además permite mantener la calidad del aire dentro del hogar,
de acuerdo con la doctora Esquivel Escalante.
“La misma tecnología que diseñamos en el agua se
utiliza para limpiar el aire. Estamos generando un recubrimiento que
posteriormente será una pintura, donde la calidad del aire dentro del hogar
será adecuada, es decir, si alguien está enfermo o entra alguien con problemas
respiratorios, esos microorganismos no pasan a alguien más porque se quedan
pegados en las paredes y ahí mismo se eliminan”, detalló.
El modelo de casa sustentable que presentará la
UAQ en el Solar Decathlon Europe está pensado para que funcione con energía
solar, que tenga el recubrimiento para mejorar la calidad de aire dentro y
fuera del hogar, el sistema de reúso del agua, una estructura modular para que
pueda transportarse y un sistema de iluminación inteligente.
Además de su participación en el Solar Decathlon
Europe, el proyecto de la Casa Solar tiene el propósito de ofrecer una
alternativa de hogar autosustentable para comunidades con problemas de
abastecimiento de agua.
“La idea es replicar el modelo de Casa Solar en
alguna colonia o en algún asentamiento urbano o suburbano, donde se puedan
crear hogares donde no se necesite tanto cableado eléctrico para abastecerlos
de energía, donde el agua sea reutilizable, que requiera un mínimo de focos
para alumbrarse de acuerdo a la orientación del terreno, entre otros
detalles", precisó Elizalde Peña. (Fuente: Israel Pérez Valencia/Agencia
Informativa Conacyt)
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