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| Investigadores del Centro Internacional de Física (CIF) recogen las muestras microbiológicas del sustrato para evaluar su eficiencia en el sistema de biofiltración, ubicado en una empresa en las laderas del río Bogotá. Archivo particular |
Un sistema que utiliza microorganismos para degradar el azufre, principal contaminante del ambiente en las zonas aledañas al río Bogotá, está reduciendo las concentraciones de gas sulfuro de hidrógeno, altamente corrosivo y perjudicial para la salud de los habitantes.
Cuando se viaja por la carretera que conduce a la cascada Salto del Tequendama (en Cundinamarca), es característico sentir un aroma a huevo podrido que pareciera emanar de las aguas del río Bogotá. Se trata de un gas llamado sulfuro de hidrógeno (H2S), que no solo se produce por la contaminación del acuífero, sino que es expelido por las industrias cárnicas y de generación de energía eléctrica que se encuentran en sus laderas.
Para controlar estos olores, dichas empresas recurrieron hace algunos años a la instalación de filtros biológicos basados en agua, cuya misión era disminuir el número de partículas por millón (ppm) de H2S en el ambiente. Sin embargo, el efecto no fue el esperado: el sulfuro se redujo en mínimas cantidades y los biofiltros apenas duraron ocho meses.
Por eso, en el 2009 decidieron hacer una convocatoria para recibir ideas novedosas que plantearan una solución. Fue entonces cuando investigadores del Centro Internacional de Física (CIF), adscrito a la Universidad Nacional, presentaron un programa piloto que logró mitigar en un 97% las emanaciones del gas. “Durante los momentos críticos de emisión de H2S, las concentraciones alcanzaban entre 300 y 800 ppm. Hoy, con el biofiltro que elaboramos, se han reducido a 24, y a veces a menos”, asegura Martha Guardiola, directora del Grupo de Biotecnología del CIF.
Inicialmente, el mecanismo hecho con materia orgánica (melaza, excrementos de vaca y oveja, bagazo de caña y material vegetal, entre otros) procesaba durante semana y media concentraciones muy altas del sulfuro, pero después pasaba a un periodo de agotamiento. Los expertos del CIF advirtieron que había que nutrir el sistema.
La explicación es sencilla: el biofiltro es colonizado por microorganismos, que paradójicamente vienen en el sulfuro y son los responsables de la degradación biológica de los contaminantes volátiles. “Cuando una molécula de gas entra a las capas del biofiltro, inicia un extenso recorrido que la conduce hasta la materia orgánica, donde los microorganismos encuentran el alimento perfecto para reproducirse. Allí, utilizando sus enzimas, descomponen el H2S y se comen uno de sus principales compuestos: el azufre. Por lo tanto, el producto que sale al ambiente ya no es un sulfuro”, asegura José Enrique García, director del Grupo de Física Aplicada de Desarrollo Tecnológico del CIF.
Lo novedoso de este proceso es que, para mejorar la acción de los microorganismos, se suprimió la aplicación de agua, pues los altos niveles de su pH (acidez) no solo afectaban el alimento, sino que reducían la vida útil del filtro. “Ahora se reproducen sin ningún problema y, sin parar, ayudan a eliminar los malos olores”, agrega la investigadora Guardiola.
Un gas que no hay que subestimar
Cuando se viaja por la carretera que conduce a la cascada Salto del Tequendama (en Cundinamarca), es característico sentir un aroma a huevo podrido que pareciera emanar de las aguas del río Bogotá. Se trata de un gas llamado sulfuro de hidrógeno (H2S), que no solo se produce por la contaminación del acuífero, sino que es expelido por las industrias cárnicas y de generación de energía eléctrica que se encuentran en sus laderas.
Para controlar estos olores, dichas empresas recurrieron hace algunos años a la instalación de filtros biológicos basados en agua, cuya misión era disminuir el número de partículas por millón (ppm) de H2S en el ambiente. Sin embargo, el efecto no fue el esperado: el sulfuro se redujo en mínimas cantidades y los biofiltros apenas duraron ocho meses.
Por eso, en el 2009 decidieron hacer una convocatoria para recibir ideas novedosas que plantearan una solución. Fue entonces cuando investigadores del Centro Internacional de Física (CIF), adscrito a la Universidad Nacional, presentaron un programa piloto que logró mitigar en un 97% las emanaciones del gas. “Durante los momentos críticos de emisión de H2S, las concentraciones alcanzaban entre 300 y 800 ppm. Hoy, con el biofiltro que elaboramos, se han reducido a 24, y a veces a menos”, asegura Martha Guardiola, directora del Grupo de Biotecnología del CIF.
Inicialmente, el mecanismo hecho con materia orgánica (melaza, excrementos de vaca y oveja, bagazo de caña y material vegetal, entre otros) procesaba durante semana y media concentraciones muy altas del sulfuro, pero después pasaba a un periodo de agotamiento. Los expertos del CIF advirtieron que había que nutrir el sistema.
La explicación es sencilla: el biofiltro es colonizado por microorganismos, que paradójicamente vienen en el sulfuro y son los responsables de la degradación biológica de los contaminantes volátiles. “Cuando una molécula de gas entra a las capas del biofiltro, inicia un extenso recorrido que la conduce hasta la materia orgánica, donde los microorganismos encuentran el alimento perfecto para reproducirse. Allí, utilizando sus enzimas, descomponen el H2S y se comen uno de sus principales compuestos: el azufre. Por lo tanto, el producto que sale al ambiente ya no es un sulfuro”, asegura José Enrique García, director del Grupo de Física Aplicada de Desarrollo Tecnológico del CIF.
Lo novedoso de este proceso es que, para mejorar la acción de los microorganismos, se suprimió la aplicación de agua, pues los altos niveles de su pH (acidez) no solo afectaban el alimento, sino que reducían la vida útil del filtro. “Ahora se reproducen sin ningún problema y, sin parar, ayudan a eliminar los malos olores”, agrega la investigadora Guardiola.
Un gas que no hay que subestimar
El H2S produce irritación en los ojos, resequedad en la mucosa nasal y gripas, síntomas frecuentes entre quienes conviven a diario con este olor. Si la concentración en el aire es mayor a 300 ppm, puede incluso causar mareo y desmayo. Por eso, para la profesora Guardiola, el sulfuro de hidrógeno no se debe subestimar: “Si las concentraciones llegan a superan las 500 ppm, puede ser imperceptible para la nariz y generar daños cerebrales”.
El biofiltro para la prueba piloto que realizó el CIF se instaló en una empresa ubicada entre San Antonio del Tequendama y Mesitas de Colegio (Cundinamarca), que con sus emisiones afecta a cuatro veredas con una población aproximada de 1.500 habitantes. En este sitio la concentración de gas tiende a subir entre las 3:00 y las 5:00 a.m.
Otra de las características del gas es su alta acción corrosiva. Según la investigadora del CIF, “así las concentraciones sean bajas, el hierro o cualquier otro elemento aleado con este metal termina destruido. En muchos casos, las industrias buscan los beneficios del biofiltro no tanto para reducir las toxicidades que produce en el ambiente, sino para bajar los costos de mantenimiento de sus equipos deteriorados por el H2S. La lucha de los campesinos se centra en los tejados y en los cercados que terminan corroídos”.
Medidas protectoras
El sistema creado por el CIF permite medir el ambiente en tiempo real y monitorearlo a través de una página web, con el fin de calcular la entrada y salida del gas. Esta parte del engranaje no fue fácil de conseguir.
“Implicó diseñar un sistema que midiera de forma permanente la cantidad de gas que entra y sale del filtro, y fuera lo suficientemente fuerte para que no se corroyera ante las condiciones agresivas del medio y las concentraciones altas de H2S”, recuerda José García.
De acuerdo a los tiempos estimados, el biofiltro debía durar un poco más de un año, y va a cumplir dos funcionando. A pesar de las condiciones agrestes, los mecanismos de medida siguen intactos, lo que demuestra el éxito del sistema en su totalidad.
Actualmente, los investigadores del CIF diseñan un nuevo biofiltro para otra compañía, también en cercanías al río Bogotá. “Necesitamos ajustarlo a las características propias de la empresa solicitante, pues no es lo mismo una industria productora de papel o generadora de energía, que una de carnes.
Cada biofiltro es un mundo diferente por el tipo de distribución que se le hace al gas. Además, el H2S nunca viene solo, siempre está acompañado de otro tipo de gas, que depende de cada proceso industrial. Hay que rediseñar, inclusive, el material biológico que sirve de alimentación a los microorganismos”, concluye la profesora Martha Guardiola.
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