La UTA lidera línea de investigación de SERC-Chile sobre tratamiento solar de agua

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La Dra. Lorena Cornejo junto a la planta piloto para tratamiento solar de agua

Planta piloto para el tratamiento de agua con radiación solar y acondicionada para ser utilizada en nuestra Región fue instalada recientemente en el campus Velásquez.

Una planta piloto para descontaminar y desinfectar aguas a través del uso de la radiación solar, fue instalada recientemente en el Campus Velásquez de la Universidad de Tarapacá, la cual forma parte del megaproyecto de investigación SERC Chile, en el que participa la UTA junto a otras seis universidades y la Fundación Chile.

Las excepcionales condiciones que tiene el Norte Grande para la producción de energía solar y la convocatoria de CONICYT, a través del programa FONDAP (Fondo de Financiamiento de Centros de Investigación en Áreas Prioritarias), llevó a la creación del Centro de Investigación de Energía Solar, más conocido por su sigla en inglés SERC Chile (Chilean Solar Energy Research Center), cuyo objetivo es erigirse en un líder mundial en investigación científica sobre energía solar, con especial énfasis en desarrollar el potencial del desierto de Atacama en Chile.

Además de la UTA y la Fundación Chile, las universidades participantes son la Universidad de Chile (UCH), la Universidad de Antofagasta (UA), la Universidad Técnica Federico Santa María (UTFSM), la Universidad Adolfo Ibáñez (UAI), y la Universidad de Concepción (UDEC). Cabe destacar que los Investigadores Principales que coordinan las líneas de investigación fueron seleccionados por su trayectoria en la temática abordadas por el SERC Chile.

En SERC Chile se está trabajando en seis líneas de investigación, donde la número 5, “Tratamiento Solar de Agua”, TSA, la lidera la académica de la UTA, Dra. Lorena Cornejo Ponce. Cada una de estas líneas de investigación la integran investigadores de las seis universidades. En la que lidera la Dra. Cornejo, como investigadora principal, le acompañan como investigadores asociados, el Dr. Camilo Flores, también de la UTA; Dr. David Contreras y Dr. Héctor Mansilla, ambos de la UDEC; Dr. Ricardo Salazar, de la USACH; y Dra. María Elisa Taboada, de la UA.

02Para la académica ariqueña, directora del Laboratorio de Investigaciones Medioambientales de Zonas Áridas (LIMZA, www.limza.cl) de la Universidad de Tarapacá, la creación del SERC Chile, es un paso gigantesco que se ha dado en nuestro país en la investigación sobre la energía solar. Recuerda que lleva aproximadamente 15 años investigando en la UTA sobre cómo aprovechar la radiación solar para descontaminar y desinfectar las aguas de la zona, especialmente del arsénico y el boro, aparte de otras sales minerales.

Trabajo que tiene como hitos el proyecto OEA “Tecnologías económicas para la desinfección y descontaminación de aguas en zonas rurales de América Latina”, que se realizó desde 2002 al 2006, donde participaron Chile, Argentina, Perú, México, Brasil y Trinidad Tobago.

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Así se trabajaba antes para analizar el impacto de la radiación solar en el tratamiento de agua

Al respecto, explicó que fue una iniciativa muy interesante, donde el trabajo en terreno era más bien de manera artesanal, utilizando botellas de plástico, lana de acero y gotas de limón que rellenadas del vital elemento eran colocadas al sol, para después analizar los efectos de la radiación solar (Tecnología Hierro Cero). Luego fueron apoyados por un proyecto CYTED (Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo), que también se enfocó en el estudio de la problemática arsenical del agua pero desde una perspectiva que abarcó toda la región Iberoamericana, trabajo que finalmente toma mayor fuerza en la UTA a través del Convenio de Desempeño, el que califica como un gran apoyo para poder fortalecer esta línea de investigación.

Posteriormente, se avanzó a través de los proyectos FIC (Fondo de Innovación para la Competitividad). El LIMZA cuenta con una unidad móvil que tiene en el techo un sistema de tratamiento solar de agua. “Todo lo cual se consolida con el SERC Chile, creado en 2013, donde trabajamos con una línea de investigación propia de la UTA”.

Las seis líneas de investigación de SERC Chile son las siguientes: 1 “Energía solar en la industria/minería”; 2 “Sistemas eléctricos de alta potencia con penetración de energía solar”; 3 “Sistemas de coordinación de energía solar para las comunidades rurales y urbanas”; 4 “Almacenamiento de energía solar”; 5 “Tratamiento solar de agua”; y 6 “Aspectos económicos sociales y regulatorios para el desarrollo de la energía solar”.

PLANTA PILOTO

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El sofisticado instrumental del sistema computarizado con que trabaja la planta

Sobre la planta piloto de detoxificación solar de agua instalada en el campus Velásquez, de cuatro metros cuadrados, solicitada en forma especial de acuerdo a los requerimientos necesarios para ser utilizada en nuestra región, según estudios antes mencionados, la Dra. Cornejo, dijo que con esta tecnología “podemos tratar aguas naturales, aguas industriales, con problemas de contaminación con antibióticos, con pesticidas, con colorantes, y vamos a trabajar en todo lo que significa el tratamiento solar de agua, que es nuestra línea de investigación en SERC Chile. Esto significa descontaminación de agua, desinfección de agua y el tratamiento solar en sí de agua, incluyendo la destilación solar de agua”.

El ingeniero Martin Vincent, experto que participó en el proceso de instalación de la planta piloto requerida por la UTA, señaló que el Reactor Fotocatalítico Solar posee la capacidad de tratar sustancias muy tóxicas que estén diluidas en aguas de consumo o de riego.

Como ejemplo, citó que en esta zona sería muy útil para tratar pesticidas que se utilizan en los cultivos agrícolas. En España, dijo, se utiliza mucho para tratar aguas residuales de la industria farmacéutica, para disolventes clorados, polifenoles que son usados en la conservación de maderas.

Explicó que la tecnología de esta planta piloto funciona con la luz del sol, directamente; utiliza la ultravioleta solar y degrada la materia orgánica que está contenida en el agua. “Parece ser una tecnología muy extraña, muy difícil de entender, pero todos tenemos claro que el sol degrada la materia orgánica. Si tenemos una sombrilla o un toldo de un color azul intenso, con el paso de los años va perdiendo ese color”.

Precisó que esta tecnología se utiliza cuando las sustancias tóxicas que van a un sistema convencional de depuración no son biodegradados por las bacterias. “Es decir, pasan de largo por esos sistemas convencionales, y las únicas tecnologías que lo pueden hacer son éstas o la utilización de ozono, que requiere mucha energía eléctrica; mientras que esta tecnología utiliza directamente la radiación solar”.

Informó que en España hay dos plantas industriales con esta tecnología. Una es cuarenta veces más grande que esta planta piloto. Es una planta de reciclado para tratar envases de pesticidas, y hay otra que trata antibióticos, es de una gran química farmacéutica que tiene una planta treinta veces esta superficie. Ambas en Almería.

EXPERIENCIA

La Dra. Lorena Cornejo es Químico Laboratorista de la Universidad de Tarapacá, Magíster en Química Mención en Química Analítica y Doctora en Ciencias de la Universidad Estadual de Campinas, UNICAMP, Campinas-Brasil, además de un Posdoctorado realizado en la UNICAMP. Posee una amplia trayectoria en investigaciones relacionadas con la evaluación de la distribución y dinámica de elementos químicos en recursos hídricos y edafológicos; desarrollo, optimización y aplicación de técnicas espectroscópicas de análisis en el estudio de matrices ambientales y materiales de origen arqueológico; y en el desarrollo de tecnologías de descontaminación y desinfección de aguas.

En la actualidad, se desempeña como Profesor Titular de la Escuela Universitaria de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Tarapacá, Arica. Además, de Investigadora Asociada al Centro de Investigaciones del Hombre en el Desierto, CIHDE.

LABORATORIO SOLAR MOVIL

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Parte del equipo del LIMZA, desde la izquierda, Patricia Vilca, María Janet Arenas, Hugo Lienqueo y el experto español Martin Vincent, que viajó para la instalación de la planta.

La unidad móvil que purifica el agua es un proyecto único en el país. Lo lidera en Arica la UTA a través del Laboratorio de Investigaciones Medioambientales de Zonas Áridas (LIMZA, www.limza.cl), que ha realizado todo un trabajo, fundamental para estar presente en el proyecto SERC Chile.

El vehículo fue equipado en 2013 para el tratamiento solar del agua y a la vez para su análisis in situ, innovación apta para desplazarse a distintas localidades al interior de la región de Arica y Parinacota. Mediante esta tecnología móvil se logra eliminar en forma continua y simultanea el arsénico, el boro, y microorganismos patógenos del agua hasta un volumen máximo de 250 litros de agua al día. Esta tecnología móvil está orientada al beneficio de las comunidades rurales, a través del suministro de agua química y microbiológicamente segura o a la población urbana en situaciones o eventualidades en las cuales se vean comprometidas la calidad del suministro hídrico, como, por ejemplo, desastres naturales, tales como terremotos y tsunamis.

“El principio que se aplica es el mismo y sólo funciona con energía solar que es la que permite la reacción química. El agua pasa por unas tuberías donde se pone en contacto con hierro y citratos. Con la acción del sol los contaminantes precipitan luego de seis horas de exposición continua y se obtiene agua limpia”, explica Lorena Cornejo, directora del LIMZA.

El equipo que trabaja en el LIMZA con la Dra. Cornejo está integrado por los profesionales químicos: Dr. (c) Jorge Acarapi Cartes; Mg. Hugo Lienqueo Aburto; Lic. María Janet Arenas Herrera y Lic. Patricia Vilca Salinas.

SERC CHILE

06SERC Chile es un centro de investigación de excelencia FONDAP, financiado por CONICYT, dirigido por el Dr. Rodrigo Palma de la Universidad de Chile e Investigador Principal Línea 3, junto a los académicos Dra. Lorena Cornejo, UTA, Investigador Principal Línea 5; Dr. Héctor Galleguillos, UA, Investigador Principal Línea 4; Dr. Samir Kouro, UTFSM, Investigador Principal Línea 1; Dr. Claudio Agostini, UAI, Investigador Principal Línea 6 y Dr. Luis Morán, UDEC, Investigador Línea 2; este último es también subdirector del Centro, todos quienes constituyen además el Consejo Académico.

Otros investigadores de la UTA que trabajan en este proyecto son Dr (c). Ramón Guirriman, en la Línea 2 de investigación, Dr. Camilo Flores, en la Línea 5 y Dr. Eduardo Gálvez en la Línea 3.

El proyecto se sustenta que el Norte Grande chileno posee un gran potencial para la producción de electricidad, calor y luz en base a energía solar y para la aplicación de soluciones tanto fotovoltaicas como térmicas, dado, por ejemplo, sus altos niveles de irradiación y los índices excepcionales de claridad. Estas condiciones, lo convierte, además, en una zona excepcional para el estudio, desarrollo y ensayo de nuevas tecnologías solares. No obstante, el diagnóstico de la propuesta fue que, junto a estas oportunidades existe un número importante de factores que restringen el máximo desarrollo de este gran potencial.

Como resultado, SERC Chile espera crear nuevo conocimiento científico; formar capital humano avanzado en Energía Solar; educar, informar e interactuar con los ciudadanos y los responsables de las políticas públicas sobre el uso, importancia y potencial del recurso solar; además de propiciar programas de transferencia de tecnología a través de proyectos cofinanciados por los sectores público y privado.

PRODUCTIVIDAD FONDECYT DE LA INVESTIGADORA RESPONSABLE (Últimos 5 años)

Fondecyt Regular 2012. N°1120881. “An evaluation of the distribution, mobility and bioavailability of the arsenic present in soil and water in the Valley of Camarones, Chile: study of the levels of transference and the accumulation of arsenical species in native plants and crops”.

PRODUCTIVIDAD ISI DE LA INVESTIGADORA RESPONSABLE (Últimos 5 años)

  1. Jochen Bundschuh, Marta Litter, Virginia Ciminelli, María Eugenia Morgada, Lorena Cornejo, Sofia Garrido Hoyos, Jan Hoinkis, Ma. Teresa Alarcón-Herrera, María Aurora Armienta, Prosun Bhattacharya. 2010. Emerging mitigation needs and sustainable options for solving the arsenic problems of rural and isolated urban areas in Iberoamerica – A critical analysis Journal Water Research, Vol. 44: 5828-5845.

  2. Arriaza, B., Amarasiriwardena, D., Cornejo, L., Standen, V., Byrne, S., Bartkus, L., Bandak, B. 2010. Exploring chronic arsenic poisoning in pre-Columbian Chilean mummies, Journal of Archaeological Science, Vol 37: 1274-1278.

  3. Sam Byrne, Dula Amarasiriwardena, Basel Bandak, Luke Bartkus, Jennifer Kane, Joseph Jones, Jorge Yañez, Bernardo Arriaza, Lorena Cornejo. 2010. Were Chinchorros exposed to arsenic? Arsenic determination in Chinchorro mummies’ hair by laser ablation inductively coupled plasma-mass spectrometry (LA-ICP-MS), Microchemical journal, Vol. 94: 28-35.

  4. Cornejo, L., Acarapi, J. 2011. Fractionation and bioavailability of arsenic in agricultural soils: solvent extraction tests and their relevance in risk assessment. Special Issue Arsenic: Geology, geochemistry, biochemistry, human exposure and emerging mitigation options in the Journal of Environmental Science and Health, Part A, Vol. 46:1247-1258

  5. Cornejo, L., Lienqueo, H., Arriaza, B. 2011. Levels of total arsenic in edible fish and shellfish obtained from two coastal sectors of the Atacama Desert in the north of Chile: use of non-migratory marine species as bioindicators of sea environmental pollution. Special Issue Arsenic: Geology, geochemistry, biochemistry, human exposure and emerging mitigation options in the Journal of Environmental Science and Health, Part A. Vol. 46:1274-1282.

  6. Jochen Bundschuh, Bibhash Nath, Prosun Bhattacharya, Chen-Wuing Liu, María Aurora Armienta, Myriam V. Moreno López, Dina L. Lopez, Jiin-Shuh Jean, Lorena Cornejo, Luciene Fagundes Lauer Macedo, Alfredo Tenuta Filho. 2012. Arsenic in the human food chain: the Latin American perspective. Science of the Total Enviroment. 429: 92–106.

  7. Dina L. López, Jochen Bundschuh, Peter Birkle, Maria Aurora Armienta, Luis Cumbal, Ondra Sracek, Lorena Cornejo, and Mauricio Ormachea. 2012. Arsenic in volcanic geothermal fluids of Latin America. Science of the Total Enviroment. 429: 57–75

  8. Arriaza, B., Cornejo, L., Lienqueo, H., Standen, V., Santoro, C., Guerra, N., Van Hoesen, J., Santos, M. 2012. Chemical and mineral characterization of grey sediments used to model chinchorro bodies, Revista de Antropología Chilena Chungara. Vol. 44 (1): 171-188.

  9. R. Pepe-Victoriano, A. Silva, A. Vega, M. Araya & L. Cornejo. 2012. Efecto del Aumento de la Temperatura, Frecuencia de Alimentación y Ración de Alimento en el Crecimiento de Juveniles de Turbot Psetta máxima. International Journal of Morphology. Vol. 30(3):902-907.

  10. Sepúlveda, M., Laval, E., Cornejo, L., Acarapi, J. 2012. Elemental characterization of prehispanic rock art and arsenic in northern Chile. Journal Rock Art Research. Vol. 29 (1).

  11. J. Bundschuh, M. Litter, F. Parvez, G. Román-Ross, H. Nicolli, J.Jean, C.Liu, M. Armienta, A..Gomez, L.Cornejo, D.López, L.Cumbal, R.Toujaguez. 2012. One century of arsenic research in Latin America: A review from 17 countries. Science of the Total Enviroment. 429:2–35.

  12. M. Litter, Ph.d., M. Alarcón-Herrera, M. Arenas, M. Armienta, M. Aviles, R. Caceres, H. Cipriani, L. Cornejo, L. Dias, A. Fernandez, E. Farfan, S. Garido, L.Lorenzo, M.Moraga, M. Olmos-Henriuqez. 2012. Small-scale and household methods to remove arsenic from water for drinking purposes en Latin America. Science of the Total Enviroment. 429:107–122.

  13. J.C.M. Gamboa, L. Cornejo, J. Acarapi and J.A. Squella. 2013. Determination of arsenic (iii) by differential pulse polarography in the waters of Camarones area, Chile. Journal Of The Chilean Chemical Society. 58, Nº 3.

  14. M. Sepúlveda, D. Valenzuela, L. Cornejo, H. Lienqueo y H. Rousselière. 2013. Óxidos de manganeso en el extremo norte de chile: abastecimiento, producción y movilidad del color negro durante el periodo arcaico Chungara, Revista de Antropología Chilena. Vol 45:143-159.

  15. J.C.M. Gamboa, L. Cornejo, J. Acarapi and J.A. Squella. 2014. Vibrating screen printed electrode of gold nanoparticle-midified carbón nanotubes for the determination of arsenic (III). Journal of Applied Electrochemistry. Vol. 44: 1255-1260.

  16. J. Yañez, H. Mansilla, P. Santander, L. Cornejo. 2014. Urinary arsenic speciation profile in ethnic group of the Atacama Desert (Chile) exposed to variable arsenic levels in drinking water. Journal of Environmental Science and Health. Vol. 50:1-8.

     Fuente: Sitio Web Universidad de Tarapacá, 26 de enero de 2015. http://www.uta.cl/la-uta-lidera-linea-de-investigacion-de-serc-chile-sobre-tratamiento/web/2015-01-26/125113.html

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