INVESTIGADORES:
MSc. Luis Guillermo Romero E
Lic. Maricruz Vargas C.
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FINANCIAMIENTO:
El proyecto fue financiado mediante recursos de la Vicerrectoría de Investigación y Extensión (VIE) del Instituto Tecnológico de Costa Rica.
FECHA DE INICIO Y FNALIZCIÓN:
El proyecto se inscribe en el Área de investigación del CIPA, Saneamiento Ambiental e inicia en febrero de 2006, actualmente se encuentra en ejecución.
RESUMEN:
Definición del problema
En los países en desarrollo los procesos de coagulación y floculación para el tratamiento de agua se realiza utilizando materias primas importadas. Por ejemplo, Costa Rica ha importado alrededor de 3000 toneladas anuales de sulfato de aluminio, equivalentes a medio millón de dólares por año (costo en aduanas) durante los últimos 5 años (Ministerio de Hacienda, 2005).
Por otro lado en Costa Rica se identificaron un total de 43800 toneladas anuales de lodos industriales (Reporte manejo materiales) y toneladas de desechos agroindustriales la mayoría de los cuales no son reutilizados ni dispuestos adecuadamente. Se podría esperar que algunos de estos materiales como lodos de aluminio y hierro, desechos de camarón (quitosano) podrían tener un uso alternativo en el tratamiento de aguas como coagulantes o floculantes.
También nuestro país presenta una gran diversidad biológica y geológica que podría proporcionar nuevas fuentes de materiales alternativos para el tratamiento de aguas. Por lo tanto, se debe mencionar que el país cuenta con una gran gama de recursos subutilizados que mediante el tipo de investigación propuesta podrían contribuir al desarrollo de una tecnología propia en el tratamiento de aguas.
Objetivos
Objetivo general:
Determinar, caracterizar y evaluar las posibilidades técnicas, ambientales y económicas de utilizar al menos cuatro materiales de origen nacional como coagulantes y/o floculantes en el tratamiento de aguas.
Objetivos específicos:
Identificar y caracterizar química y físicamente residuos industriales ó materiales naturales con propiedades coagulantes y/ó floculantes.
Determinar la eficiencia de los coagulantes y/ó floculantes en la remoción de sustancias suspendidas y coloidales.
Realizar pruebas en alguna (s) planta (s) de tratamiento de agua a nivel piloto.
Determinar la factibilidad económica y ambiental de los materiales identificados en el proyecto como coagulantes y/ó floculantes potencialmente prometedores.
Metodología
El proyecto se realizará en dos etapas de un semestre cada una, la primera etapa comprende los objetivos 1 y 2. Actualmente, como se menciono en el marco teórico se tienen identificados algunos posibles materiales (ej. derivados de quitosano, residuos de manufactura de aluminio, etc) los cuales aun se deben caracterizar química y físicamente, además de evaluar sus características como coagulantes o floculantes. Adicionalmente, se consultará: el Sistema de Manejo de Aguas Residuales y Desechos (SIMARDE) del Ministerio de Salud; el Reporte Nacional de Manejo De Materiales (Araya, 2002) y el Reglamento sobre las Características y el Listado de los Desechos Peligrosos Industriales (Gobierno de la Republica de Costa Rica, 1998) donde se enumeran una serie de desechos de acuerdo al tipo de industria que los genera. De estos últimos se seleccionaran los mas promisorios de acuerdo a disponibilidad, peligrosidad y criterio técnico. En cuanto a la evaluación de las características como floculantes o coagulantes seguirá el procedimiento de “prueba de jarras” recomendado (Sapporo City Institute of Public Health, 2003); el cuál por comparación de resultados de la turbidez final del agua nos permitirá determinar los materiales mas efectivos que se evaluaran a nivel de escala piloto en la segunda etapa del proyecto.
Unas ves determinadas los materiales con mayor disponibilidad y eficiencia para la coagulación y/o floculación se procederá a realizar la segunda etapa del proyecto. La cual consiste en la evaluación de dichos materiales en alguna (s) plantas de tratamiento ya sea de agua potable o residual (objetivo 3). En este punto se analizara la calidad cualitativa de los flóculos formados y la calidad del agua purificada en cuanto a turbidez u otro parámetro que se considere necesario. Ambas calidades se compararan con las brindadas por los materiales utilizados convencionalmente en dicha (s) planta (s). Esta segunda etapa se terminara al realizar un análisis económico (objetivo 4) para cada material que muestre buenos resultados en la evaluación a nivel de planta. Además, a los materiales cuyo análisis económico sea satisfactorio se le realizará un análisis de ciclo de vida para determinar su factibilidad ambiental (objetivo 4).
Aportes:
Se determinarán algunos materiales nacionales que presenten propiedades de floculantes y/o coagulantes que puedan ser utilizados en el país como una alternativa en el tratamiento de aguas.
Se desarrollará la potencialidad de utilización de diferentes materiales en el país, en el uso específico del tratamiento de aguas. Permitiendo en el caso de los materiales provenientes de residuos industriales o agroindustriales disminuir el impacto ambiental que estos generan ya que la mayoría de los residuos en nuestro país se consideran desechos, que en muchos casos son dispuestos de manera inadecuada provocando serios trastornos en el ambiente por la contaminación que estos provocan.
Una investigación de este tipo permitiría el desarrollo de tecnologías propias acorde con las necesidades locales en el tratamiento de aguas utilizando la capacidad de investigación y desarrollo existente en las universidades.
A nivel docente se contará con una herramienta a utilizar en los cursos de tratamiento de aguas que se impartirán en la nueva carrera del ITCR Ingeniería Ambiental. También, dicha herramienta estará a disposición de empresas e instituciones publicas que generan aguas residuales o se encargan de la potabilización de agua
BIBLIOGRAFIA
Araya, W. 2002 Reporte Nacional de Manejo de Materiales Costa Rica 2002 Centro Nacional de Producción mas Limpia
Bratskaya, S., Schwarz, S. y Chervonetsky, D. 2004 Comparative study of humic acids flocculation with chitosan hydrochloride and chitosan glutamate (6 pp) Water Research 38 (2955-2961) en línea: www.sciencedirect.com (marzo 2005)
Compendio de Cuatro Reglamentos 1999 Ministerio de Salud y Organización Panamericana de la Salud (MS/ OPS), Costa Rica.
Degrémont Water Treatment Handbook.1991. (6ª edición), vol.1, Francia.
Folkard, G., Sutherland, J. y Shaw, R. Water and Clarification Using Moringa Oleifera Seed Coagulant
Gobierno de la Republica de Costa Rica 1998 La Gaceta Nº 124 p 2-9
Kelderman, P. y Kruis, G.F. 2001 Laboratory Course Aquatic Chemistry and its applications in environmental Engineering International Institute for Infrastructural, Hydraulic and Environmental Engineering, Holanda
Metcalf & Eddy Inc. 2000 (3a ed) Wastewater Engineering Treatment Disposal Reuse McGraw-Hill Internatioanl Editions
Ministerio de Haccienda 2005 Datos de importaciones proporcionados por Oficina de Estadísticas de Aduanas
Mishra, A., Yadav, A., Agarwal, A. y Bajpai, M. 2004 Fenugreek mucilage for solid removal from tannery effluent ( 5pp ) Reactive & Functional Polymers 59 (99–104) en línea: www.sciencedirect.com (marzo 2005)
Okuda, T., Baes, A., Nishijima W y Okada M 2001 Isolation and Characterization of Coagulant Extracted from Moringa Oleifera Seed by Salt Solution (5pp) Water Research 35 (2) en línea: www.sciencedirect.com (marzo 2005)