Los investigadores del Instituto Indio de Tecnología de Guwahati han desarrollado un nuevo sistema que puede eliminar eficazmente el 99 por ciento del arsénico del agua contaminada a bajo coste. El sistema de electrocoagulación ha demostrado la capacidad de eliminar contaminantes en unos pocos minutos, lo que lo hace adecuado para su uso en regiones con acceso limitado a infraestructuras complejas de tratamiento de agua.
Debido a la rápida industrialización y el crecimiento urbano, la dependencia mundial del agua subterránea ha aumentado significativamente. En muchas regiones, el agua subterránea contiene arsénico liberado por formaciones rocosas naturales o actividades humanas como la minería y la agricultura. En un comunicado de prensa, IIT Guwahati afirmó que la exposición prolongada puede causar problemas de salud graves, incluidos daños a órganos y cáncer.
“Alrededor de 140 millones de personas en todo el mundo están expuestas a niveles peligrosos de arsénico, y India, Bangladesh y partes de América del Sur se encuentran entre los más afectados. Para abordar esto, se han desarrollado muchos métodos convencionales y, si bien algunos han tenido éxito, son difíciles de implementar en entornos no controlados. La mayoría de los métodos dependen de la adición de productos químicos, extensos períodos de tratamiento y equipos sofisticados. Además, los métodos deben realizarse en el sitio y tienen el potencial de crear excedentes de lodo, lo que aumenta el tiempo y los costos de energía para su eliminación”, dijo en la prensa liberación. También afirmó que la electrocoagulación ofrece un enfoque diferente. En lugar de añadir productos químicos externos, utiliza una corriente eléctrica para liberar iones metálicos de electrodos sumergidos en el agua.
“Estos iones se adhieren al arsénico y otros contaminantes, lo que les permite agruparse y eliminarse del agua mediante sedimentación o flotación. El proceso es relativamente sencillo de operar y reduce la necesidad de manipulación de productos químicos. Los sistemas de electrocoagulación tradicionales utilizan electrodos estacionarios, que pueden ralentizar el proceso y causar que se formen depósitos en la superficie del electrodo con el tiempo, lo que reduce la eficiencia. Para superar muchas de las ineficiencias del sistema observadas, el equipo del IIT Guwahati, bajo la dirección del Prof. Mihir Purkait, profesor del Departamento de Ingeniería Química del IIT Guwahati, configuró un sistema de electrocoagulación con un ánodo giratorio y un cátodo estacionario”, dijo en el comunicado de prensa.
Hablando sobre la aplicación de la tecnología para la mitigación del arsénico, el Prof. Mihir K. Purkait del Departamento de Ingeniería Química del IIT Guwahati dijo: “La electrocoagulación, combinada con un sistema de electrodos giratorios, ofrece una solución eficiente para el agua contaminada con arsénico. En este proceso, una corriente eléctrica controlada disuelve un electrodo de hierro de sacrificio mientras su rotación mejora la mezcla y la transferencia de masa, lo que conduce a una generación uniforme de especies coagulantes de hierro que unen eficazmente el arsénico presente en el agua”.
Al mismo tiempo, finas burbujas de gas formadas durante el proceso se adhieren a los flóculos cargados de arsénico y los elevan a la superficie para una fácil separación. Según el profesor Purkait, el uso de electrodos de hierro giratorios mejora significativamente la eficiencia de eliminación y al mismo tiempo mantiene un bajo coste operativo, lo que hace que la tecnología sea muy adecuada para la eliminación de arsénico en condiciones optimizadas.
Las pruebas de laboratorio que utilizaron muestras de agua sintética y de agua subterránea real demostraron que el sistema podía tratar 1 m3 de agua contaminada utilizando sólo aproximadamente 0,36 unidades de electricidad. Con las tarifas eléctricas vigentes, esto se traduce en un costo de tratamiento de aproximadamente Rs. 8-9 por 1.000 litros. En condiciones optimizadas, las concentraciones de arsénico se redujeron muy por debajo de la directriz de la Organización Mundial de la Salud de 10 microgramos por litro en dos o tres minutos.
El sistema de ánodo giratorio también produjo significativamente menos lodo que las configuraciones de electrocoagulación convencionales, con una sedimentación más rápida y un manejo más sencillo. La tecnología EC es una alternativa rentable a los sistemas de adsorción y membranas convencionales, particularmente para la eliminación de arsénico. Para una planta pequeña a escala comunitaria (de 10 a 50 kilolitros por día), un sistema EC suele costar Rs. 8-15 lakh, mientras que un sistema convencional cuesta entre Rs. 12-20 lakhs.
En capacidades de escala media (100-500 kilolitros por día), el sistema CE cuesta Rs. 30-80 lakh, mientras que los sistemas basados en RO a menudo superan las Rs. 1-2 millones de rupias. Desde el punto de vista operativo, el sistema EC no requiere membranas costosas ni dosificación química frecuente, y el mantenimiento se limita en gran medida al reemplazo de electrodos. Por el contrario, los sistemas de membranas incluyen altos costos operativos debido al ensuciamiento de las membranas, su reemplazo y operaciones que consumen mucha energía.
La tecnología desarrollada es particularmente adecuada para áreas rurales y semiurbanas, donde la asequibilidad, la solidez y la facilidad de operación son fundamentales. Los hallazgos de este estudio se publicaron en la prestigiosa Separation and Purification Technology Journal en un artículo del que son coautores el profesor Mihir Kumar Purkait y su investigador Mukesh Bharti. Como siguiente paso, el equipo planea probar el sistema desarrollado en condiciones de campo real y evaluar su desempeño a largo plazo en aguas subterráneas que contienen múltiples contaminantes como fluoruro y hierro.
El equipo de investigación está en conversaciones con M/S Kakati Engineering Pvt. Limitado. Ltd., Sivasagar, Assam, por la fabricación e instalación del sistema. Se iniciará una mayor comercialización de la tecnología desarrollada una vez que se confirme una fuente de financiación adecuada.
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