Doctor en Ingeniería Ambiental, Consultor en Medio Ambiente especializado en tratamientos de aguas y litigio ambiental
Fotografía: @gabrielagonzalezvazquez
El exceso de construcciones y la falta de infraestructura para el tratamiento de aguas residuales son dos factores que contribuyen a la contaminación y al deterioro de los ecosistemas acuáticos, así como a la generación de riesgos sanitarios y ambientales para la población.
En la búsqueda de alternativas para el tratamiento de aguas residuales en zonas con poca o nula infraestructura se evalúan muchas opciones que a menudo generan debate y discusión para su uso.
Un ejemplo de estas tecnologías es la electrólisis, que consiste en un proceso en el que se aplica una corriente eléctrica continua a una solución acuosa que contiene iones (partículas cargadas eléctricamente) mediante dos electrodos (conductores metálicos) conectados a una fuente de energía. El electrodo positivo se llama ánodo y el electrodo negativo se llama cátodo. Al pasar la corriente eléctrica, se producen reacciones químicas en los electrodos y en la solución, que pueden modificar las propiedades físicas y químicas del agua y de los contaminantes.
La electrólisis es una técnica que puede utilizarse para el tratamiento de aguas residuales en zonas marginadas, ya que ofrece algunas ventajas como la reducción del consumo de reactivos químicos, la generación de subproductos aprovechables, la posibilidad de operar con energía renovable y la adaptabilidad a diferentes tipos de aguas residuales. Sin embargo, también presenta algunos desafíos como el mantenimiento de las celdas y el control de las condiciones operativas.
Los procesos electroquímicos se pueden clasificar según el objetivo que se persigue con la electrólisis: eliminar o destruir el contaminante, o generar un subproducto útil. Algunos de los procesos más comunes son:
Electrocoagulación: Consiste en la formación de coágulos metálicos por la disolución anódica de electrodos de aluminio o hierro. Estos coágulos pueden atrapar y arrastrar a los contaminantes suspendidos o disueltos en el agua, facilitando su separación por sedimentación o filtración.
Electrooxidación: Consiste en la generación de especies oxidantes, como el oxígeno, el ozono, el peróxido de hidrógeno o los radicales hidroxilo, por la oxidación anódica del agua o de electrodos especiales. Estas especies pueden oxidar y degradar los contaminantes orgánicos o inorgánicos presentes en el agua, transformándolos en sustancias menos tóxicas o inocuas.
Electrorreducción: Consiste en la generación de especies reductoras, como el hidrógeno o los iones hidruro, por la reducción catódica del agua o de electrodos especiales. Estas especies pueden reducir y precipitar los contaminantes metálicos presentes en el agua, facilitando su recuperación o disposición.
Electrofloculación: Consiste en la formación de flóculos orgánicos o inorgánicos por la acción combinada de las especies generadas en los electrodos y de agentes floculantes añadidos al agua. Estos flóculos pueden aglomerar y encapsular a los contaminantes presentes en el agua, facilitando su separación por sedimentación o filtración. Electrosíntesis: Consiste en la generación de compuestos químicos útiles por la reacción entre las especies generadas en los electrodos y los reactivos presentes en el agua. Estos compuestos pueden ser utilizados como productos finales o como intermediarios para otras reacciones.
La electrólisis presenta varias ventajas frente a otros métodos convencionales de tratamiento de aguas residuales, como son:
- No requiere el uso de productos químicos adicionales, lo que reduce los costos operativos y los riesgos ambientales asociados al manejo, transporte y almacenamiento de sustancias peligrosas.
- Puede tratar una amplia gama de contaminantes, tanto orgánicos como inorgánicos, con diferentes propiedades físicas y químicas, como solubilidad, volatilidad, biodegradabilidad, etc.
- Puede generar subproductos útiles, como hidrógeno, oxígeno o coagulantes metálicos, que pueden ser aprovechados para otros fines industriales o ambientales.
- Puede operar a condiciones ambientales (temperatura y presión) o a condiciones controladas (pH y potencial), según las necesidades del proceso.
- Puede integrarse con otros procesos físicos, químicos o biológicos para mejorar la eficiencia y la calidad del tratamiento.
La electrólisis se ha aplicado con éxito al tratamiento de diversos tipos de aguas residuales, como son:
Aguas residuales industriales: Procedentes de sectores como el textil, el metalúrgico, el farmacéutico, el alimentario, el petroquímico, etc. Estas aguas suelen contener contaminantes como colorantes, metales pesados, compuestos orgánicos volátiles, pesticidas, detergentes, etc.
Aguas residuales urbanas: Procedentes de las actividades domésticas, comerciales o institucionales. Estas aguas suelen contener contaminantes como nitratos, fosfatos, materia orgánica, patógenos, fármacos, hormonas, etc.
Aguas residuales agrícolas: Procedentes de las actividades agrícolas o ganaderas. Estas aguas suelen contener contaminantes como nitratos, fosfatos, materia orgánica, patógenos, pesticidas, antibióticos, etc.
Conclusión
La electrólisis es una técnica prometedora para el tratamiento de aguas residuales que ofrece varias ventajas frente a otros métodos convencionales. La electrólisis puede eliminar o degradar los contaminantes presentes en el agua o generar subproductos útiles mediante diferentes procesos electroquímicos. Se ha aplicado con éxito al tratamiento de diversos tipos de aguas residuales procedentes de diferentes sectores. Es una forma inteligente y sostenible de aprovechar la electricidad para mejorar la calidad del agua y del medio ambiente.
