U. de Santiago impulsa recuperación de nutrientes en aguas residuales para uso como fertilizante natural

Según la Organización de Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO) la carne de cerdo, es la más consumida a escala mundial. El principal impacto al medio ambiente a consecuencia de su producción son los purines, una mezcla de fecas y orina de los animales. Estos componentes contienen elementos altamente dañinos para el medio ambiente, marcados por una alta concentración de materia orgánica, nitrógeno amoniacal (NH3) y fosfato (PO43-), entre otros elementos.
 
Debido a que Chile cuenta con una legislación ambiental que regula las descargas de aguas residuales al ambiente, la industria porcina utiliza generalmente la tecnología de digestión anaeróbica para el tratamiento de sus aguas residuales, lo que permite reducir la materia orgánica y transformarla a metano. 
 
Sin embargo, este proceso no logra eliminar los nutrientes (nitrógeno y fósforo) de las corrientes residuales, por lo que una vez tratadas las aguas anaeróbicamente, siguen con altas concentraciones de nutrientes. Con este desafío en mente, un equipo de investigadores del Departamento de Ingeniería Química de la U. de Santiago incorporó nuevos procesos para fortalecer el tratamiento de desechos.
 
El proyecto financiado por el Fondo de Fomento al Desarrollo Científico y Tecnológico, (Fondef) se inició bajo la dirección del fallecido académico Dr. Silvio Montalvo. Su director alterno, Dr. César Huiliñir Curío recordó que el investigador cubano destacaba por su compromiso por la investigación, buscando nuevas soluciones para la industria y la sociedad: "El profesor Montalvo siempre trabajó codo a codo con los estudiantes para desarrollar proyectos científicos de excelencia", comentó.
 
Huiliñir, director del Magíster en Medio Ambiente con Mención en Ingeniería de Tratamiento de Residuos, subrayó que al mejorar el tratamiento de los purines se puede contribuir a fortalecer el desarrollo de la economía circular: "Este residuo, deja de serlo ya que es una fuente de nitrógeno y fósforo, que se pueden recuperar de varias formas. Una de ellas, la que genera más atención, es a través del proceso de cristalización de estruvita, un producto de valor que puede ser comercializado".
 
Una oportunidad para la industria porcina
 
Debido al incremento de la industria porcina, se ha considerado esencial mitigar los efectos ambientales, para así reducir la emisión de gases de efecto invernadero, amoniaco, metano, contaminación de suelos por exceso de nutrientes, además de la contaminación en aguas superficiales y subterráneas.
 
Mediante el uso de reactores anaeróbicos, se remueve la materia orgánica del purín de cerdo, quedando disponible fósforo (P) y nitrógeno (N). Además, el alto contenido proteico de los purines genera azufre en forma de sulfuros (H2S), producto que sale en la corriente de biogás y genera problemas de corrosión en la combustión de éste, además de problemas de olores. 
 
Así, el principal objetivo del proyecto es recuperar N y P a partir de la precipitación de estruvita y eliminar el H2S a través de micro-aireación, transformando el H2S en azufre elemental, un sólido que también puede ser recuperado. Para la generación de estruvita, se requiere una fuente de Magnesio (Mg). Justamente el proyecto propone el uso de bischofita como fuente de magnesio, un mineral residual de la industria del litio.
 
Además, el uso de zeolita natural ayudaría a mejorar la nucleación de la estruvita, permitiendo una recuperación más eficiente de ésta: "Al incorporar bischofita, presente en norte de Chile, y zeolita, disponible en la región del Maule, logramos producir de manera inédita este mineral", indicó el Dr. Huiliñir 
 
Los investigadores destacan que de los tres elementos necesarios para generar la estruvita, el único ausente en los residuos de purín de cerdo es el magnesio. De ahí la importancia de emplear bischofita en el proceso. "Es algo que nunca se había utilizado como fuente de magnesio para la producción de estruvita", indicaron los científicos.
 
La Ingeniera Química, Alejandra Castillo, destacó la propuesta como una herramienta sustentable para el mercado: "En este caso se estaría produciendo un fertilizante natural de liberación lenta, que impediría que las aguas subterráneas se contaminen evitando la eutofrización. También estamos evitando que el fosfato esté migrando al mar, recuperándolo y dándole un valor agregado", advirtió.
 
El Dr. Huiliñir Curío destacó que el desarrollo del proyecto es resultado del trabajo previo iniciado por el Dr. Montalvo: "Es importante recalcar que fue su último aporte en vida. Un proyecto asociado al cambio que se debe desarrollar en la sociedad respecto al uso del agua residual, ya no como un contaminante sino como una fuente de materias primas para la recuperación de nutrientes y su uso sustentable, no solamente en la industria, sino que en el planeta", afirmó.