Las aguas residuales son tratadas antes de ser descartadas para no generar un impacto negativo en el ambiente. Si se hace de manera adecuada, el agua de descarte podría reutilizarse, e incluso con un segundo proceso, hasta ser consumida. Este ha sido un tema de estudio para la ingeniera Alejandra Szabo que integra el equipo docente que lleva adelante el Programa de Posgrado en Agua y Desarrollo Sostenible en UTEC Durazno que cuenta con la participación del instituto holandés del agua, IHE Delft.

En 2024 Szabo se convirtió en Doctora. El 31 de enero defendió con éxito su tesis de doctorado.

Analizó un nuevo tipo de tecnología que aún no se aplica en Uruguay y su investigación aborda la posibilidad de que en el país se utilicen nuevos métodos para el tratamiento de las aguas residuales que se generan en la industria láctea que no necesita de oxígeno, genera menos lodos de descarte y más energía. Estos son frecuentes en otras partes del mundo. Su trabajo se titula “Reactores anaerobios de membrana (sin uso de oxígeno) para el tratamiento de efluentes de la industria láctea con alto contenido en grasas”.

¿Cómo surgió la posibilidad de realizar su doctorado en Países Bajos?
Luego de que me recibí como Ingeniera Química surgió la posibilidad de hacer la maestría en Ingeniería Sanitaria en IHE Delft Institute for Water Education, con el docente e investigador Héctor García. Luego de finalizar la maestría, Él fue quien me dijo que encajaba con el perfil para realizar un doctorado. Asimismo, existía la posibilidad de articular con la Fundación Latitud,  ANII e IHE Delft.
Así fue que me postulé para investigar sobre un problema que se detectó en Uruguay. Estuve 18 meses estudiando en Holanda como pasantía en una empresa, aprendiendo a usar la tecnología de reactores biológicos anaerobios de membrana (AnMBR por sus siglas en inglés) que es la base de mi doctorado. Un reactor biológico es un dispositivo utilizado en el tratamiento de aguas residuales que aprovecha la actividad de microorganismos para descomponer la materia orgánica presente en el agua. En este caso especial, los reactores anaerobios funcionan en ausencia de utilizar oxígeno, lo cual genera ventajas y una membrana, que separa los microorganismos del agua tratada.

¿Cómo definiste el tema para tu investigación?
Siempre quise vivir en el país, busqué resolver algún problema que existiera en el Uruguay. Vimos las tecnologías que existen a nivel mundial y principalmente en IHE Delft, y la Fundación Latitud surgió la posibilidad de buscar un problema a solucionar en la industria. La industria láctea es de las más grandes industrias en el Uruguay y en IHE Delft cuentan con un departamento de investigación muy fuerte en Ingeniería Sanitaria. Surgió la idea de evaluar la posibilidad de implementar esta tecnología para tratar efluentes de la industria láctea uruguaya.
El tratamiento anaerobio biológico implica que el efluente de la industria se pueda tratar mediante microorganismos y en ausencia de oxígeno. Tratarlo sin oxígeno tiene muchas ventajas: no hay consumo de aire, hay menos producción de lodos y más producción de energía que surge del proceso anaerobio. Luego podría ser aprovechada en la propia industria para otros usos como la producción de energía eléctrica. El efluente de la industria láctea tiene un alto contenido de grasa y por eso los reactores convencionales sin oxígeno no funcionan.

¿En qué consiste este tipo de reactor y qué ventajas tiene esta tecnología para Uruguay?
En los reactores convencionales la grasa flota con los microorganismos, generando problemas en el tratamiento. Como parte del doctorado usé el reactor anaerobio de membrana. Con esta otra tecnología se coloca una membrana para separar los microorganismos del agua tratada, lo que evita el problema de la flotación y escape de microorganismos. Lo que se obtiene de este proceso es un agua de excelente calidad, porque sale sin sólidos suspendidos y con nutrientes que luego puedo recuperar.

¿Qué tan reutilizable es el agua luego de tratada?
Si se le aplica otro proceso, como puede ser una ósmosis inversa, se puede obtener agua de calidad potable. El agua tal como sale del sistema tratada, puede utilizarse para tareas de limpieza o riego.

¿Se busca comprobar que esta tecnología es aplicable en Uruguay?
Exactamente. La tecnología funciona. No se usa en nuestro país pero sí en otras partes del mundo. Es algo que se puede construir con las capacidades que hoy tiene el Uruguay. Los recursos están para hacerlo. Incluso con el equipo del LATU hubo una experiencia con un reactor a escala de unos 10 litros, el cual se armó completamente acá en Uruguay. Además hay recursos humanos muy valiosos. Se puede hacer.

¿Cuáles son los obstáculos para su puesta en marcha actualmente?
Implica un cambio de paradigma. Este tipo de sistemas, demanda una persona dedicada solamente a la planta de tratamiento de efluentes en las industrias. Tiene que haber un recurso humano específicamente para esta tarea. Como beneficios, se tiene que estos sistemas son muy compactos, por lo que pueden instalarse en lugares con muy poco espacio y necesidad de tratamiento de efluentes.

Junto al Ing. Héctor García

¿Cómo sigue la investigación?
En el doctorado me quedaron algunas preguntas pendientes. Para que una industria lleve esto a gran escala, primero se debe demostrar que es posible ponerlo en funcionamiento. Esto se hace por medio de una serie de pruebas por etapas, primero a pequeña escala y luego a escala industrial. Requiere atravesar todo este proceso de validación en primer lugar.

¿Qué te dejó el doctorado como profesional y cómo impacta en tu trabajo como docente de UTEC?
Aporta en lo que le muestro a los estudiantes de grado de la carrera en Ingeniería en Agua y Desarrollo Sostenible en UTEC en la que también doy clases, además del posgrado. Los incentivo a que sigan estudiando, les cuento que es posible pensar en la docencia y la investigación como carrera profesional y que hay muchos caminos posibles. Siempre digo que cualquier persona normal lo puede hacer, les voy poniendo ejemplos y eso va generando entusiasmo. Asimismo, como docente de la carrera de posgrado de Ingeniería en Agua y Desarrollo Sostenible, para seguir investigando en esta área. También me dejó un equipo de trabajo que está apoyando atrás. UTEC te brinda todo y siempre te soluciona lo que puedas necesitar.

Fuente: https://utec.edu.uy/

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• Instancia virtual: 25/11 de 18:30 a 20:30.
• Instancia presencial: 29/11 de 14:00 a 17:00 en establecimiento de Gabriel Jorcin.

Actividad gratuita con inscripción previa para una o las dos instancias.

Fuente: Inale

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Fuente: Ministerio de Ambiente

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* Autores del artículo:
Bruna CV Soares , Simone L. Quitério y  Simone MR Vendramel , del Instituto Federal de Educación, Ciencia y Tecnología de Río de Janeiro (IFRJ), Maestría en Ciencia y Tecnología de Alimentos

La industria alimentaria es uno de los sectores industriales más grandes del mundo y puede ser el sector de fabricación industrial más grande en algunos países o regiones. Aunque no es una de las industrias que más daño ambiental ocasiona, el procesamiento de alimentos puede ser perjudicial cuando se descuida la contaminación generada.  

En lo que respecta a la industria láctea , el alto consumo de agua se da en las operaciones de procesamiento y limpieza, pudiendo generar altos flujos de efluentes, del orden de 1,1 a 6,8 m ³ por metro cúbico de leche procesada (SARAIVA et al ., 2009)

Los efluentes generados en la industria láctea se generan en su mayoría en las operaciones de limpieza, descarga, disposición, fugas y derrames (HUANG et al. , 2014). Del 50 al 95% del volumen total de estos efluentes se originan en las operaciones de lavado y limpieza, que incluyen el enjuague y desinfección de latas de leche, diversos tanques, tuberías para remoción de residuos de leche y lavado de pisos (WILDBRETT, 2011).

Los procesos de higiene producen efluentes también conocidos como ‘aguas blancas’, que contienen fracciones diluidas de productos lácteos, consideradas pérdidas no accidentales de estos productos (BALLANEC et al. , 2002).

La composición de los efluentes de las industrias lácteas varía mucho según el proceso y el producto fabricado, por lo general tiene un alto contenido de materia orgánica, grasas, sólidos en suspensión y nutrientes. El tratamiento de estos efluentes se compone principalmente de tratamiento primario para remover sólidos en suspensión, aceites y grasas y tratamiento secundario para remover materia orgánica disuelta y nutrientes (nitrógeno y fósforo) presentes en el efluente. El tratamiento terciario se utiliza en algunos casos, como el pulido del efluente tratado (ANDRADE, 2011).

El tratamiento primario de efluentes promueve la sedimentación primaria, que puede ser un proceso físico o físico-químico, en el que se separan los sólidos en suspensión. Este paso consiste en hacer pasar el efluente por un tanque en el que se separan los contaminantes por gravedad o mediante la adición de sustancias coagulantes, generando una corriente de efluente para ser tratado en el siguiente paso y lodo primario (KARAPANAGIOTI, 2016).

Con respecto al tratamiento secundario, los reactores biológicos se utilizan a menudo para reducir la carga orgánica, principalmente disuelta, de las aguas residuales. La degradación ocurre cuando el efluente entra en contacto con microorganismos, ya sea en un ambiente aeróbico o anaeróbico, donde se metaboliza la materia orgánica, alcanzando una reducción de hasta un 90% en la DBO (demanda bioquímica de oxígeno) (KARAPANAGIOTI, 2016). En el tratamiento secundario de efluentes en la industria láctea, la materia orgánica se elimina mediante degradación biológica, utilizando tecnologías como lodos activados, filtros biológicos, estanques aireados o una combinación de estos (JUSTINA et al. , 2017).

Los coagulantes naturales son una opción con gran potencial de uso en el tratamiento de efluentes de la industria láctea , con ventajas como posibilidad de menor costo, mayor biodegradabilidad de los coagulantes y sin necesidad de condiciones extremas de pH al proceso de coagulación. Aunque en la literatura se han informado muchos coagulantes de origen vegetal, en general solo cuatro tipos son bien conocidos en la comunidad científica, a saber, semillas de nirmali ( Strychnos potatorum ), semillas de Moringa oleifera , taninos y cactus (YIN, 2010).

Las dificultades en el tratamiento de los efluentes de la industria láctea se deben a las características de sus efluentes, que son ricos en materia orgánica proveniente de las diversas posibilidades de procesamiento de la leche. Dicha materia orgánica, a pesar de su alta biodegradabilidad, también tiene altos niveles de grasa que pueden resultar en dificultades en el tratamiento de efluentes, con impactos principalmente en procesos biológicos. Estas características generarán al menos un aumento en la demanda de oxígeno para la degradación aeróbica, haciendo que el paso de tratamiento secundario sea más caro en energía.

Por tanto, mejoras en las etapas de tratamiento primario, como el uso de coagulantes naturales, combinado con el uso de nuevas tecnologías en tratamiento secundario, como la aplicación de biorreactores de membrana (MBR) , pueden traer beneficios para la mejora de las estaciones de tratamiento de efluentes. .en las industrias lácteas.

Obtener procesos económicamente viables, con menor generación de lodos, mayor eficiencia en la remoción de contaminantes, utilizando el menor espacio físico posible es un desafío capaz de agregar valor a la industria láctea, corroborando con su crecimiento.

Referencias bibliográficas

ANDRADE, LH Tratamiento de efluentes lácteos mediante dos configuraciones de biorreactor con membranas y nanofiltración para su reutilización. 214 f. Disertación (Maestría) – Curso de Postgrado en Saneamiento, Medio Ambiente y Recursos Hídricos, UFU, Belo Horizonte, 2011.

BALANNEC, B.; GÉSAN-GUIZIOU, G.; CHAUFER, B.; RABILLER-BAUDRYA, M.; DAUFIN, G. Tratamiento de aguas de procesos lácteos mediante operaciones de membrana para reutilización de agua y concentración de componentes de la leche. Desalinización, v. 147, pág. 89-94, 2002.

HUANG, J.; XU, CC; RIDOUTT, BG; LIU, JJ; ZHANG, HL; CHEN, F. LI, Y. Huella de disponibilidad de agua de la leche y los productos lácteos de los sistemas de producción láctea a gran escala en el noreste de China. Revista de producción más limpia, v. 79, pág. 91-97, 2014.

JUSTINA, MD; KEMPKA, AP; SKORONSKI, E. Tecnologías utilizadas en el tratamiento de efluentes lácteos en el valle de Rio Braço do Norte-SC. Revista de Agronegocios y Medio Ambiente, v. 10, pág. 809-824, 2017.

KARAPANAGIOTI, HK Gestión, tratamiento e impacto ambiental del agua. Enciclopedia de Alimentación y Salud. Patras: Elsevier, 2016.

SARAIVA, CB; MENDONÇA, RCS; SANTOS, AL; PEREIRA, DA Consumo de agua y generación de efluentes en una industria láctea. Revista del Instituto de Lechería Cândido Tostes, v. 64, n. 367, pág. 10-18 de 2009.

WILDBRETT, G. Efluentes de plantas lecheras. En: FUQUAY, JW Fuquay; FOX, PF; MCSWEENEY, PLH Encyclopedia of Dairy Science. Múnich: Elsevier, 2011.

Yin, CY Uso emergente de coagulantes a base de plantas para el tratamiento de agua y aguas residuales. Bioquímica de procesos, v. 45, n. 9, pág. 1437-1444, 2010.

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