Varias instituciones se unieron para implementar una tecnología que permitiría disminuir cerca del 90 % de la carga microbiana a muy bajo costo en el río que le da vida a la provincia guanentina.

Por Luis Fernando Rueda Vivas

Director Oficina de Comunicación Organizacional UNAB – Periodista con Maestría en Comunicación Digital y Especialización en Periodismo Electrónico.

publicaciones@unab.edu.co

El río Fonce envuelve y arrastra entre sus aguas un serio problema. A medida que atraviesa los municipios de Encino, Coromoro, Charalá, Ocamonte, El Páramo, Valle de San José, Curití y San Gil, antes de tributar sus aguas al río Suárez, caen en su cauce unos 140 litros de aguas residuales contaminadas por segundo.

Los ríos al correr se encargan, por sus propias dinámicas biológicas, de ‘recuperarse’, pero en el caso del Fonce, el volumen de contaminación ha sobrepasado esa capacidad. Todos los que dependen de sus aguas, especialmente el cada vez más fuerte sector turístico que ofrece la práctica del canotaje sobre las corrientes rápidas y remolinos que lo caracterizan, están alarmados. Ocho de diez plantas de tratamiento en su recorrido tienen graves problemas de funcionamiento y no cuentan con un sistema de desinfección.

El rafting y el canotaje son prácticas sobre el río Fonce que atraen turismo internacional. Nadie quiere botarse al río a ‘comer’ coliformes, dice el biólogo Frank Vargas / Foto: Luis Fernando Rueda

Mientras unos lo contaminan, otros como los investigadores de la Fundación Universitaria de San Gil, Unisangil, decidieron ‘darle la cara’ al río. El biólogo Frank Carlos Vargas Tangua, profesor investigador hace parte del equipo que está a cargo de  una iniciativa crucial para el presente y futuro de San Gil así como de toda la provincia guanentina, al sur de Santander. Se trata de aplicar una tecnología de desinfección conocida como “cavitación hidrodinámica y vorticidad”.

Desde 2016 los investigadores locales comenzaron a analizar el problema. Gracias a 24 puntos de monitoreo instalados a lo largo del río Fonce, midieron 52 variables y encontraron que el principal factor contaminante era microbiano.

El reactor de cavitación

¿Se puede ‘romper’ un río? A simple vista la respuesta sería no. Sin embargo, Vargas y sus colegas saben que sí lo es. “Nosotros estamos proponiendo una tecnología que es a bajo costo, fácil de implementar y la intención es, algún día, aportar una tecnología que no sea, necesariamente, la construcción de plantas de tratamiento de aguas residuales sino unidades básicas complementarias que favorezcan su tratamiento”, explica el ingeniero Wilson Gamboa Contreras, director del departamento de Investigaciones de Unisangil.

El reactor de cavitación dinámica es un dispositivo pequeño, a simple vista es un tubo que tiene un elemento cilíndrico en el medio, en cuyo interior sucede la ‘magia’: miles de implosiones de burbujas que permitirán desinfectar el agua.

Utilizando el principio de Bernoulli, es decir, al cambiar el diámetro de la tubería aumenta la velocidad del fluido, baja la presión y sube la temperatura. Allí, en ese cilindro se producen ondas de choque (efecto mecánico), temperaturas de hasta 4 mil grados kelvin (efecto térmico) y las moléculas se disocian formando radicales libres los cuales producen daños graves a las bacterias (efecto químico) hasta matarlas. “Es como lanzar una granada de fragmentación en una sala llena de personas”, dice el biólogo Vargas.

Lo que sucede al interior de una burbuja, cuando se crea por medio de un proceso de cavitación hidrodinámica, es fascinante. El líquido se disocia, como si fuese una explosión nuclear, al aplicar este principio físico que produce efectos mecánicos, térmicos y químicos que pueden limpiar las aguas recolectadas antes de ser servidas a un río.

El estudiante del Doctorado en Ingeniería de la UNAB, Jorge Alberto Neira, explica el proceso de cavitación y vorticidad en el prototipo de reactor / Foto: Pastor Virviescas Gómez

“Una burbuja se crea, crece e implosiona. Cavitación es formar cavidades, entonces una burbuja es una cavidad. La burbuja es el resultado de romper el fluido, a unas presiones más bajas, la fase líquida pasa a vaporización, luego a altas presiones y velocidades de hasta 4.000 metros por segundo, e implosiona”, explica Vargas Tangua.

El reactor recibe el agua a una velocidad específica, funciona gracias a un sistema compuesto por un tanque, a donde llega el fluido y se filtra, luego por medio de una electrobomba de alta presión se conduce al cavitador, allí se produce el proceso de desinfección y, posteriormente, se hace el vertimiento (vorticidad). En una sola pasada, se puede disminuir cerca del 90 % de la carga microbiana.

“Este modelo funciona para desinfección de aguas o para eliminar elementos patógenos, como bacterias o virus, y pues nosotros quisimos replicar eso en un reactor, por eso nos dimos a la tarea de diseñar, construir y validar un sistema que, en este momento, se encuentra instalado en un vertimiento real en donde está procesando unos 12 litros de agua por segundo con una disminución inicial entre un 60 y un 65 % de carga microbiana”, señala Luis Eduardo Cobo Ramírez, ingeniero agrícola especialista en recursos hídricos y estudiante del Doctorado en Ingeniería en la Universidad Autónoma de Bucaramanga (UNAB).

Lo que viene

El proyecto es financiado con recursos del Sistema General de Regalías (SGR), cuyo eje es la transferencia de tecnología, por un valor de $1.692.258.815. En él participan instituciones de educación superior, además de Unisangil, como la UNAB, UDES y Santo Tomás de Bucaramanga, y entidades como la Cámara de Comercio de Bucaramanga, Corporación Autónoma Regional de Santander (CAS), Gobernación de Santander y Alcaldía de San Gil, quienes aportan recursos en contrapartida por $691.449.416.

En 2020, con recursos de la CAS, se desarrolló una prueba piloto con resultados exitosos. Ahora mismo, explica el ingeniero Gamboa, el proyecto ha avanzado en un 50 % y su finalización está prevista para mediados de 2024. Los propósitos están en construir cinco sistemas de desinfección en vertederos fuertemente contaminantes, como las aguas provenientes del beneficio del café, de los lixiviados que expulsan los rellenos sanitarios, de los mataderos municipales y de los vertimientos normales que van al río. 

A futuro, el éxito de este prototipo que se encuentra en proceso de obtención de patente, depende en gran medida de la voluntad política: seguir construyendo plantas de tratamiento de aguas residuales, que se colmatan al cabo del tiempo, o apostarle a una tecnología mucho más barata y eficiente.

El grupo de investigadores de Unisangil enseñan el prototipo de reactor de cavitación. De izquierda a derecha: Luis Eduardo Cobos Ramírez, Wilson Gamboa Contreras, Jorge Alberto Neira y Frank Carlos Vargas Tagua / Foto: Pastor Virviescas Gómez

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