Debido al cambio climático y al crecimiento demográfico la gestión responsable del agua se ha convertido en una máxima prioridad en el mundo. Universidades, gobiernos y empresas de servicios de agua buscan transformaciones tecnológicas e innovaciones dirigidas a optimizar el uso del vital líquido. Se investiga y se trabaja en torno de la escasez de agua y se impulsan procesos y herramientas tecnológicas para la desalinización, el procesamiento de aguas residuales y métodos de ahorro de agua.
También se indaga y se prueban la filtración avanzada, los materiales innovadores que convierten los métodos existentes de recuperación y reutilización del agua en soluciones sostenibles y rentables; se buscan nuevas tecnologías para la generación, mantenimiento y conservación del agua, aunado al desafío de lograr una opción económica de acceso al agua potable en zonas remotas.
La creciente demanda mundial de agua y la necesidad de reemplazar la infraestructura obsoleta demandan un crecimiento en la gestión digital del agua.
Tecnologías como la IA, los sensores de IoT y los medidores avanzados permiten el control de la calidad y la cantidad del agua, así como la gestión remota de activos y el uso responsable del agua.
En todo el planeta hay innovación. Por ejemplo, PipePredict es una startup alemana que ofrece detección de fugas digitales mediante IA, sensores y gemelos digitales.
La startup italiana Algaesys permite el tratamiento de aguas residuales con base en algas. Su tecnología patentada utiliza algas naturales y otros organismos fototróficos que obtienen energía solar a través de la fotosíntesis. El sistema Algaesys elimina nitrógeno, microplásticos y metales pesados de forma segura y sin emisiones de carbono.
Nanoseen es una startup polaca creadora de nanomembranas de filtración que funcionan sin suministro de energía ni presión. Para lograrlo, la tecnología NanoseenX de la startup captura impurezas en poros que se colocan en orden en cascada dentro de un dispositivo cilíndrico. El proceso incluye más de 20 tipos de nanomembranas de diversos tamaños de poro que eliminan contaminantes que van desde grandes contaminantes físicos hasta pequeños iones de sal. De esta manera, Nanoseen convierte cualquier agua contaminada en agua potable en dos a cinco minutos, utilizando únicamente la gravedad como fuente de energía.
En México el Instituto Politécnico Nacional (IPN) ha creado una avanzada planta purificadora de agua, la cual surge como el primer modelo de integración, producción e innovación que incorpora tecnología propia. Se trata de un emprendimiento mediante el cual se abastecen las necesidades de consumo de agua potable en algunas de sus dependencias politécnicas y al mismo tiempo promueve el desarrollo de nueva tecnología para hacer más eficientes sus procesos.
En realidad, la planta purificadora de agua del IPN es también un laboratorio abierto para integrar tecnología y generar innovación: muchos estudiantes han desarrollado proyectos de titulación, fortaleciendo su formación profesional o se han incorporado a sus tareas operativas para acreditar su trabajo social. Como fuente productora de agua potable de máxima calidad integra los principios de la economía circular hasta alcanzar la sustentabilidad de sus procesos y opera bajo un sistema de producción que brinda un producto que lleva implícitos procedimientos alineados con estricto apego a la normatividad y estándares de calidad vigentes. Supervisada por laboratorios certificados.
Proceso
Los ingenieros bioquímicos Lucía Alonso Ángel, gerente de la planta y José Luis Salazar Vizuet, responsable de la parte operativa, hacen posible el funcionamiento de la purificadora enfocada en generar agua potable de inmejorable calidad. El proceso inicia con el arribo de una pipa de agua a la planta. Antes de la descarga se realiza una inspección visual del transporte para descartar que el tanque esté libre de oxidación (los contenedores deben ser de acero inoxidable), contar con los sellos de seguridad que garanticen que no fue abierto en el camino y descartar la adulteración del líquido.
Enseguida, los técnicos de la planta y los estudiantes prestadores de servicio social toman una muestra de la materia prima y con kits especializados efectúan un análisis físico-químico para determinar los sólidos disueltos, pH y dureza del agua para verificar que cumple con los parámetros de calidad y es apta para descargar en los contenedores de almacenamiento mediante una conexión especial.
Calculan los directivos de la planta que a la semana se llegan a procesar entre cuatro y cinco pipas (de unos 20 mil litros), según la demanda. Para esto cuentan con dos contenedores con capacidad de cinco mil litros cada uno. Esto permite tener un balance de carga y descarga de los flujos; mientras se consume el agua de uno, el otro está listo para que lo llene la pipa. Prevalece un férreo control, ya que cada pipa que llega a la planta tiene un seguimiento específico para conocer en qué momento se usa y cuántos garrafones se llenaron, esto último permite tener un control muy puntual.
Los contenedores se someten a un control de desinfección que consiste en adicionar hipoclorito de sodio a 13%. Con base en la cantidad de cloro que traiga el agua de la pipa se hace un cálculo de cuánto le hace falta al tanque para llevarlo a un máximo de tres partes por millón de cloro.
El cloro añadido desinfecta el tanque y elimina cualquier microorganismo sensible a este desinfectante en el líquido. Con un proceso de filtración de arena se eliminan los contaminantes sólidos que pudiera tener el agua; luego se somete a un filtro con carbón activado para remover el cloro adicionado, así como cualquier aroma o sabor provenientes del pozo donde se extrajo. Además, pasa por un filtro de pulido (de celulosa) para retener partículas pequeñas y/o posibles minerales. Después de la etapa de filtración, el equipo se somete a un tratamiento de ozono y posteriormente se expone a luz ultravioleta para garantizar la inocuidad del producto y eliminar cualquier microorganismo clororresistente que haya quedado.
En un afán por implementar innovaciones dirigidas a optimizar los procesos clave o de soporte de la planta purificadora se prevé la creación de un mecanismo con el que se automatizará el lavado de garrafones; este dispositivo lo concretará la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica.
Actualmente la planta purificadora de agua potable del IPN es una empresa autosuficiente que abastece semanalmente a través de garrafones del vital líquido a 67 dependencias politécnicas (42 del área central, cinco centros de desarrollo infantil, seis centros de apoyo a estudiantes, uno de servicio médico, seis unidades de educación superior, una unidad de educación media superior y un centro de investigación).
Avalada por los sistemas de calidad ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45000, y certificada por tres normas oficiales mexicanas: la NOM-251-SSA-2015, referente a las buenas prácticas de manufactura, cuyo cumplimiento es obligatorio para todas las industrias de alimentos; la NOM-201-SSA-2015, que tiene relación con el procesamiento de agua para consumo humano; y la NOM-127-SSA-2021, enfocada a la calidad de la materia prima (el agua potable que llega en pipas), sin duda la planta de agua del politécnico se erige como un modelo a seguir por aquellas instancias enfocadas en lograr la generación de agua para el consumo humano con la máxima calidad.
Poca agua potable en el planeta azul
Aunque el agua cubre 70% de la superficie de la Tierra, lo más asombroso de nuestro planeta azul es que solo es potable 0.025% de ella. Los astronautas que han orbitado la Tierra se han dado cuenta de por qué: 96.5% del agua terrestre corresponde al agua salada de mares y océanos; solo 3.5% es dulce. Pero ni siquiera esto nos garantiza poderla beber con facilidad. Hay que descartar 70% por ciento de esa porción dulce, aún congelada en glaciares y casquetes polares; el otro 30% se esconde en el subsuelo, en pozos o acuíferos, y, por supuesto, en las cuencas hidrográficas en forma de arroyos y ríos.