Utiliza un método de celda de flujo que genera grandes cantidades de peróxido de hidrógeno para acelerar la oxidación y mineralización de materia orgánica en el agua, superando a los métodos convencionales.
Dispositivo electroquímico para el tratamiento in situ de aguas residuales
El tratamiento convencional de aguas residuales se basa en la recolección centralizada mediante tuberías hacia plantas de tratamiento a gran escala, donde se procesan en grandes volúmenes. Sin embargo, este enfoque presenta serias limitaciones en áreas descentralizadas, como zonas rurales o localidades remotas, donde la infraestructura centralizada es poco viable.
En estos casos, los sistemas de tratamiento sencillos instalados en pequeños puntos de contaminación suelen enfocarse únicamente en la desinfección y la reducción de la turbidez, sin abordar de manera adecuada la descomposición de los compuestos orgánicos recalcitrantes presentes en las aguas residuales. Además, cuando las aguas residuales industriales son tratadas en las instalaciones de origen, su eficiencia suele ser baja, lo que obliga a transportar los residuos más tóxicos a plantas de tratamiento finales.
Un avance en el tratamiento descentralizado
Un equipo de investigadores del Instituto de Ciencia y Tecnología de Corea (KIST), conformado por el Dr. Sang Hoon Kim, el Dr. Jong Min Kim y el Dr. Sang Soo Han, ha desarrollado un dispositivo electroquímico capaz de tratar in situ las aguas residuales hasta niveles aptos para su descarga. Este dispositivo destaca por su capacidad para descomponer de manera rápida y completa los compuestos recalcitrantes, convirtiéndolos en sustancias inorgánicas que pueden ser liberadas de forma segura al medio ambiente.
El estudio, publicado en la revista Applied Catalysis B: Environment and Energy, representa un avance significativo en comparación con los métodos tradicionales. Mientras que estos últimos suelen centrarse en el desarrollo de materiales para electrodos que generen peróxido de hidrógeno, el nuevo dispositivo emplea un método de celda de flujo que permite generar grandes cantidades de este potente oxidante electroquímico. Este enfoque asegura una mezcla eficiente del agua residual en el dispositivo, lo que facilita la oxidación y descomposición de la materia orgánica recalcitrante, logrando su mineralización de forma acelerada.
Ventajas del nuevo método
- Eficiencia en la descomposición orgánica: Los tratamientos convencionales para degradar compuestos orgánicos peligrosos en el agua suelen requerir múltiples etapas para alcanzar la completa degradación. En contraste, este dispositivo logra descomponer completamente la materia orgánica, eliminando productos intermedios que podrían seguir siendo tóxicos.
- Indicador de calidad: Carbono Orgánico Total (TOC): La completa mineralización de la materia orgánica convierte el agua en un recurso no tóxico apto para su descarga. Este proceso se mide mediante el Carbono Orgánico Total, que es un indicador clave en la normativa de tratamiento de aguas residuales. Desde el año pasado, el Ministerio de Medio Ambiente de Corea ha integrado el TOC en sus estándares de descarga para exigir un tratamiento más riguroso.
Desempeño sobresaliente y potencial comercial
El dispositivo desarrollado por el equipo de KIST es ideal para tratar aguas residuales directamente en el lugar de origen, especialmente en áreas descentralizadas donde los métodos tradicionales resultan ineficaces. Durante las pruebas, se demostró su alta eficiencia: logró reducir un 93% del carbono orgánico total de una muestra de bisfenol A a 50 partes por millón (ppm) en solo dos horas.
El dispositivo utiliza un método de flujo continuo y repetitivo que mejora significativamente la eficiencia de descomposición en comparación con los tanques de tratamiento convencionales. Actualmente, el equipo de investigación ha solicitado una patente tanto para el dispositivo como para su método de procesamiento, y se están llevando a cabo planes para transferir la tecnología con el fin de comercializarla.
Revolución para la sostenibilidad hídrica
Este desarrollo supone una innovación clave en el ámbito de la sostenibilidad y la gestión de recursos hídricos. Al abordar las limitaciones del tratamiento descentralizado, el dispositivo ofrece una solución práctica y eficiente para mitigar la contaminación del agua, especialmente en comunidades rurales e industriales. Su capacidad para descomponer compuestos orgánicos de manera rápida y segura no solo contribuye al cumplimiento de estándares más estrictos, sino que también promueve un enfoque más ecológico y sostenible en el manejo del agua.
Impacto global
La implementación de este dispositivo a escala global podría transformar significativamente la manera en que se gestionan las aguas residuales, especialmente en regiones con acceso limitado a infraestructura centralizada. Además, su enfoque basado en la innovación tecnológica refuerza la importancia de combinar la ciencia de materiales, la electroquímica y la sostenibilidad para enfrentar los desafíos ambientales del presente y del futuro.
