Desarrollan planta que elimina el cromo de aguas residuales.

Muchas industrias utilizan agua en sus procesos diarios. Parte de esa agua se convierte en fluido residual que se va al drenaje (e, incluso, puede llegar a lagos y ríos). En función del proceso industrial del que se trate, estas aguas residuales pueden contener altos niveles de contaminación y, por ello, en el país existe un conjunto de normas de carácter obligatorio u optativo que la industria debe tomar en cuenta en sus procesos productivos.

Para resolver este problema en los procesos industriales y contribuir al cumplimiento regulatorio en la materia, investigadores del Instituto Politécnico Nacional (IPN) trabajaron en un estudio para eliminar cromo de las aguas residuales de la industria de la curtiduría utilizando energías renovables.

El doctor Rubén Vázquez Medina, del Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada (CICATA), Unidad Querétaro, del IPN, y un grupo de científicos del Centro Mexicano para la Producción Más Limpia y de la Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Unidad Culhuacán, ambas unidades también del IPN, concluyeron en el mes de abril el proyecto llamado “Eliminación sustentable de cromo en aguas residuales mediante energías renovables”, que fue apoyado por el Fondo Sectorial Conacyt-Secretaría de Energía-Sustentabilidad Energética, al ser aprobado en la Convocatoria 2014-01 relativa al Fortalecimiento Institucional para la Sustentabilidad Energética.

El proyecto se derivó de las actividades académicas y de investigación que el equipo de trabajo comenzó a desarrollar a partir de enero de 2014. “El Centro Mexicano para la Producción Más Limpia surgió a partir de una recomendación de la ONU para México, y esencialmente tiene tres importantes ejes de acción: que el sector productivo del país considere el uso eficiente del agua, el uso eficiente de la energía y el manejo adecuado de los residuos. En nuestro proyecto se pudo conjuntar el talento de investigadores, técnicos, personal de apoyo y alumnos del IPN para alinear el trabajo académico y de investigación a esos tres ejes”, dijo en entrevista el doctor Rubén Vázquez, quien es ingeniero en Electrónica con especialidad en Comunicaciones por la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM) Unidad Iztapalapa, y tiene 21 años trabajando en el IPN.

El objetivo del estudio es demostrar que es posible aplicar energías limpias para remover cromo de las aguas residuales provenientes de los procesos de la curtiembre o curtiduría, es decir, del tratamiento que reciben las pieles de los animales para convertirlas en cuero.

La aplicación de la tecnología generada por el proyecto se pretende, en una primera etapa, para la región del Bajío, la principal zona del país en donde se producen pieles, ropa, calzado y accesorios de piel. El tratamiento de la piel usada para la fabricación de estos artículos se realiza con base en procesos de lavado con cromo. En muchas industrias, el agua utilizada en este tratamiento se desecha en algún momento del proceso.

“Nuestro sistema consta de una planta experimental a baja escala, que recibirá agua residual de esta industria. Por un lado, la limpiará para que pueda reusarse para los mismos procesos de curtiembre y, por otro, separará los metales, principalmente cromo, para que puedan ser usados por la industria de curtiduría, o bien, para su uso en otros procesos que requieran cromo; por ejemplo, la fabricación de cerámicas”, explicó el doctor Vázquez Medina.

Este prototipo es sólo una parte del proyecto; detrás hay investigación científica en temas de energía, sistemas de control automático y procesos electroquímicos para la separación de los metales del agua contaminada.

La planta experimental a baja escala operará por lotes e incluye un sistema de cogeneración de energía de tres fuentes: energía solar, celdas de combustible de hidrógeno y la red eléctrica pública. Los paneles solares colectarán energía del Sol para convertirla en electricidad, con el fin de accionar el sistema de eliminación de cromo de aguas residuales. Esto será apoyado con las celdas de combustible, las cuales utilizarán hidrógeno, un gas con alta eficiencia energética y con un mínimo impacto al medio ambiente. La red eléctrica local sólo se usará como respaldo, para garantizar la continuidad del sistema.

El equipo del IPN ya cuenta con un prototipo de esta planta experimental a baja escala, que, a nivel laboratorio, procesa 20 litros de agua residual por cada celda en cada ciclo de trabajo. En una etapa posterior, se pretende diseñar un sistema con más capacidad y con un proceso continuo. Este prototipo es la primera etapa del escalamiento y se ha proyectado un diseño de tres fases de purificación del agua residual, y en cada fase habrá dos celdas, cada una de 20 litros de capacidad.

Aunado a lo anterior, los investigadores han realizado acercamientos con empresas de la región del Bajío y el área metropolitana de la Ciudad de México, y se busca que, en 2019, se instale un prototipo del sistema en una fábrica de pieles para hacer una prueba piloto.

“Este prototipo es sólo una parte del proyecto; detrás hay investigación científica en temas de energía, sistemas de control automático y procesos electroquímicos para la separación de los metales del agua contaminada. En este proyecto también se tienen en cuenta aspectos normativos relacionados con el impacto ambiental. Al cierre del proyecto, enviamos al IPN una solicitud de patente sobre este proceso”, señaló el investigador del IPN.

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