Tesoro de alcantarillado: Los científicos están transformando aguas residuales en un valioso recurso

Los científicos están transformando aguas residuales en un valioso recurso. (Imagen: Captura Enséñame de Ciencia/Stanford Woods Institute for the Environment).

Desgraciadamente, habitamos un mundo donde una de cada cuatro personas carece de acceso al agua potable. Según un informe de UNICEF y la Organización Mundial de la Salud, alrededor de 2.200 millones de personas no cuentan con servicios de agua potable gestionados de manera segura, 4.200 millones de personas no cuentan con servicios de saneamiento gestionados de manera segura y 3.000 millones carecen de instalaciones básicas.

Los científicos han ideado durante años (lo siguen haciendo) diferentes de purificar las aguas residuales con el fin de que vuelva a agregarse al suministro de agua dulce. Un sistema eficiente sería, sin lugar a duda, un gran paso para garantizar el acceso al agua potable a la población. Además, es importante tener en cuenta que el tratamiento de las aguas residuales es clave para reducir la contaminación ambiental. Sin embargo, los procesos actuales para el tratamiento eficiente de aguas residuales producen sulfuros, un grupo de químicos nocivos que son peligrosos para las personas y los ecosistemas.

La filtración anaeróbica es de lejos el método más prometedor, requiere muy poca energía para convertir grandes cantidades de aguas residuales en una forma consumible. En otras palabras, elimina de forma eficiente los sólidos de las aguas residuales. Pero hay un problema evidente. Mientras limpia el agua, la filtración anaeróbica tiende a producir sulfuro, compuesto que puede ser tóxico, corrosivo y maloliente.

Sabemos que el sulfuro es extremadamente dañino para nuestra salud y el medio ambiente. Los científicos generalmente intentan resolver ese problema con el uso de otros productos químicos para convertir el sulfuro en sólidos separables. Como todas las cosas buenas, este proceso conlleva a nuevos desafíos, ya que puede generar subproductos y provocar reacciones químicas que corroen las tuberías y dificultan la desinfección del agua.

Un nuevo estudio sugiere una solución tentadora para hacer frente a la producción de sulfuro de la filtración anaeróbica. Consiste en convertir el sulfuro en productos químicos utilizados en los fertilizantes y en el material de los cátodos de las baterías de litio-azufre, pero los mecanismos para hacerlo aún no se conocen por completo. Por ello, los autores se propusieron dilucidar un enfoque rentable que no creara subproductos químicos.

«Siempre buscamos formas de cerrar el círculo de los procesos de fabricación de productos químicos», dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Will Tarpeh, profesor adjunto de ingeniería química en Stanford. «El azufre es un ciclo elemental clave con margen de mejora para convertir eficazmente los contaminantes de azufre en productos como fertilizantes y componentes de baterías».

Utilizando la oxidación de azufre electroquímica, el equipo comenzó a convertir los sulfuros de las aguas residuales en productos útiles y analizaron el proceso con microscopía para determinar dónde puede estar limitada la reacción. La opción es de transformar los sulfuros tóxicos en otros derivados del azufre.

Los investigadores dicen que, si el procedimiento funciona de manera efectiva, puede hacerlo únicamente con fuentes renovables y aplicarse al suministro de aguas residuales de ciudades enteras. En un futuro puede combinarse con otras técnicas como la recuperación de nitrógeno de las aguas residuales para producir fertilizantes de sulfato de amonio. El objetivo es reducir las sustancias tóxicas de las aguas residuales, reducir la contaminación y, la mejor parte, utilizar los subproductos de manera positiva.

«Es de esperar que este estudio contribuya a acelerar la adopción de una tecnología que mitigue la contaminación, recupere recursos valiosos y cree agua potable, todo al mismo tiempo», dijo en un comunicado el autor principal del estudio, Xiaohan Shao, estudiante de doctorado en ingeniería civil y medioambiental en Stanford.

Los resultados se publicaron en la revista ES&T Engineering.

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