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EL PROYECTO OEA/AE/141: TECNOLOGAS ECONMICAS PARA
LA DESINFECCIN Y DESCONTAMINACIN DE AGUAS EN ZONAS RURALES DE AMRICA
LATINA
El problema del agua
Agua: 70% de la superficie de la TierraAgua dulce: solamente 3% (la mayor parte: agua salada)Mucha de ella est congelada (Antrtida, Groenlandia) Agua dulce para consumo humano: solamente 1%6000 millones de personas dependen de este suministro31 pases = 2.800 millones de personas (China, India,
Kenya, Etiopa, Nigeria, Per, etc.) enfrentan problemas crnicos de agua.
El problema del agua
incide gravemente en la calidad
de vida de extensasporciones de la poblacin
Gestin racional del agua:uno de los problemas cruciales
por los que atraviesala regin latinoamericana
Regiones rurales de Amrica LatinaLa situacion es peor: alrededor del 30% de la poblacionvive:
en asentamientos de menos de 2500 habitantesen condiciones de extrema pobrezasin acceso a agua segurase han usado plaguicidas y fertilizantesel ganado bebe agua de las fuentes existentes
Problema agravado por:Falta de tcnicas bien establecidas para la potabilizacinIncidencia de diarrea infantil y enfermedades endmicas
fatales (hepatitis, fiebre tifoidea o clera)
Regiones rurales de Amrica Latina
Otro aspecto dramtico: presencia de arsnico en aguassubterrneas y cursosArgentina, Chile y Mxico: altsimos niveles
El problema del As en agua
As: altamente txico y responsable del hidroarsenicismo crnico regional endmico (HACRE)
lesiones de la piel y cncer
La mortalidad infantil por enfermedades derivadas del agua en AL: 80.000 por ao (OMS)
Amrica Latina: mortalidad infantil
Para los habitantes por debajo de la lnea de pobreza, el tradicional mtodo de hervir el aguapuede no ser una solucinadecuada por la posibilidadde ocurrencia de incendios y la escasez de energa.
Tampoco elimina:arsnicometales pesadoscompuestos orgnicos recalcitrantes
Metodologas econmicas
Metodologas tradicionales extraordinariamente caras smosis inversacoagulacinprecipitacin
El porqu del proyecto:
Desarrollo de tecnologas simples, eficientes y de bajo costo
Lmites indicados por la OMS para agua potable
Coliformes fecales : 0 UFC
Arsnico: 0,05 mg/L (0,01 mg/L)
Objetivo General de la Propuesta
Proveer procedimientos simples,eficientes, amigables,
econmicos y socialmente aceptablespara la purificacin y desinfeccin de aguas
en comunidades aisladas
Pases participantes
Argentina:Comisin Nacional de Energa Atmica (M. I. Litter y M. A. Blesa)Universidad de Tucumn (M. del V. Hidalgo y M. C. Apella)
Brasil: Universidad de Campinas (W. F. Jardim y J. R. Guimaraes)
Chile:Universidad de Concepcin (H. D. Mansilla)Universidad de Tarapac (L. Cornejo)
Mxico:Centro de Investigacin en Energa, UNAM (A. Jimnez)Instituto Mexicano de Tecnologa del Agua (M. T. Leal)
Per: Universidad de Ingeniera (J. Rodrguez)
Trinidad & Tobago: University of West Indies (R. Saunders)
Desarrollo, puesta a punto y aplicacin de tecnologas econmicas para potabilizar agua en la reginEstablecimiento de una red de laboratorios en fotocatlisis heterognea Establecimiento de contactos con OGs, ONGs y el sector productivo para diseminacin de los mtodos Aumento del conocimiento cientfico y tecnolgicoFormacin de recursos humanos, especialmente en nuevas tecnologas para tratamiento de aguas Intercambio de informacin Difusin en general
Objetivos especficos del Proyecto OEA/AE/141
Tratamiento en botellas
Excelentes criterios econmicos y de factibilidad: botellas: residuo de consumo habitual se encuentran fcilmente en las regiones que padecen el problema pueden usarse para tratamiento, transporte y consumo final del agua
SORASRemocin de Arsnico por Oxidacin Solar
SODISDesinfeccin Solar de Aguas
FHFotocatlisis heterognea solar con TiO2
Tecnologas propuestas
Exposicin al sol de botellas de plstico con el agua contaminadaCombinacin de UV-A (315-400 nm) e IR, 50-55CDestruccin de bacterias y virus (incluyendo Vibrio cholerae)
Tecnologa SODISSolar disinfection
Exposicin de botellas plsticas al sol conteniendo agua + jugo de limn + Fe (citrato de hierro) + luz y oxgeno: oxida As(III) a As(V) Precipita hidrxido de hierro, el As(V) se adsorbe y flocula Botellas en posicin vertical durante la nocheDecantacin o filtracin (por paos textiles o materiales econmicos) del hidrxido de hierro
Tecnologa SORASRemocin de Arsnico por Oxidacin Solar (SORAS)
Incluir esferitas, varillas o anillos de vidrio impregnados con TiO2 o impregnar el plstico con TiO2Combinacin de UV-A, IR, y FH
Desinfeccin y destoxificacin simultnea (incluyendo MO, As, etc.)
Tecnologa FH
Contribucin especial novedosa del proyecto
UV/TiO2 y calor: formacin de especies reactivas (HO). Desinfeccin y destoxificacion simultnea (MO, As, etc.).Destruccin total de los microorganismos (mineralizacin) sin recrecimiento.TiO2: muy barato y poco txico.Pero: inmovilizacin de TiO2 en soportes o en las paredes de las botellas.
Ventajas de FH
BC
BV
h
h+
e-
TiO2
Relevamiento de comunidades rurales para la aplicacin
de las tecnologas. Surgieron zonas en base a:
caractersticas geogrficas
caractersticas demogrficas
nivel de contaminacin de las aguas
Actividades realizadas
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologas:
Argentina
SANT
IAG
OD
ELES
TER
O
CATA
MAR
CA
SALTA
Embalse deRo Hondo
0Km
20 40 60
28 28
27 27
26 2666
66
65
65
CHI
LE
BOLIVIA PARAGUAY BRASIL
URUGUAY
Sierra
de
Med
ina
Sierra
del
Acon
quija
ARGENTINA
Sierra de Narvez
Ro
Sal
Los Pereyra, Provincia de Tucumn (NOA)
Importante red hdricaRo Sal colector principalPozos: condiciones de salubridad precarias, contaminacin microbiolgica Altos niveles de As e incidencia de HACREFcil accesoProximidad de grupos tcnicos (UNT)Apoyo de autoridades locales
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologasBrasil
Municipio de Paulinia (Ro Atibaia, Industrias Qumicas Rhodia)
Ro Atibaia: enorme importancia para la reginprincipal fuente de agua potable de Campinasalta carga de residuos domsticos y contaminacin biolgicaprximo a la Universidad de Campinasmuchas personas no atendidas por la red de distribucin de agua.
Brasil
Paraba (NE)
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologas
recoleccin de agua para consumo domstico.fuentes de contaminacin ocasionadas por los mismos usuarios (entrada de carros al agua, baistas) y por los animales. fcil acceso. proximidad a la Universidad Federal de Campina Grande.
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologasChile
Comuna rural de Camarones (Arica, regin norte)
Alta incidencia de HACRE.
Poblados dispersos y aislados no conectados a red de agua potable.
Condiciones socioeconmicas desfavorables.
As 1,0 mg/L.
Vas de acceso limitadas.
Contactos con autoridades, funcionarios y representantes de la comunidad.
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologas:
Sierra de Huautla, estado de Morelos
Mxico
Poblacin dispersa y de bajos recursos.No existe infraestructura para potabilizacin del agua.Arsnico (0,5-0,7 mg/L). Coliformes fecales por encima de lmites.Presencia de virus. Vibrio cholerae no cultivable en Jojutla.
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologas:
Per
Dos zonasTambo Pariachi, Huaycn Huaraz (regin norcentral de Per, 400 Km. de Lima
Tambo PariachiCercano a Lima.
Sin sistema pblico de agua potable.
El agua se usa para consumo humano.
Alta concentracin de coliformes.
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologas:
Per
Huaraz (regin norcentral, 400 km de Lima)
Sin infraestructura sanitaria.
Carga microbiana considerable.
Actividades agrcolo-ganaderas.
Alta radiacin solar.
Mayaro, Manzanilla y Guayaguayare, costa este de la isla de Trinidad, rodeada por el Ocano Atlntico.
Relevamiento de comunidades rurales para aplicacin de las tecnologas:
Trinidad & Tobago
Actividades: pesca, cultivo agrcola, perforacin de hidrocarburos.Agua de red potable, pero contaminacin fecal en el agua de lluvia recogida para uso domstico.Alta radiacin solar.Popular destino ecoturstico: efluentes de hospedajes, serio riesgo ambiental.Acuerdos verbales con funcionarios locales. Disposicin generalizada de los residentes locales para cooperar.
Actividades realizadas
Validacin de SODIS, FH y RAOS en laboratorio y en aguas reales
En laboratorio En aguas reales
Fijacin del catalizador soportado (TiO2) para FH
Fijacin de TiO2 en superficies
Esferas de porcelana Varillas de vidrio y anillos
Raschig
Fijacin de TiO2 a botellas de PET
muy barato: suspensin de TiO2 en agua a pH 2,5 (HClO4) Agitacin para obtener una pelcula homognea sobre la pared. Drenaje de la suspensin remanente.La botella se deja invertida.Secado a temperatura ambiente por 24 hs.
Botellas comerciales comunes, de agua mineral o refrescos
1500 o 600 mL
Ensayos de SODIS y FH en botellas de bebida comunes.Ejemplo: pozos someros de Los Pereyra, Tucumn, Argentina.Eficiencia para abatir la contaminacin microbiolgica (filtro de membrana para coliformes totales y fecales).Eficiencia para destruir contaminantes qumicos.
Validacin de SODIS y FH
Ensayos SODIS y FH
Intensidad de radiacin solar: 6 W m-2; tiempo de exposicin: 4 hs.Volumen irradiado: 1 L en botellas de 1,5 L.
Dos pozos de Los Pereyra Sur, Tucumn, Argentina: 27 030 S; 64 5454 O
TiO2 en la pa
red Con FH
no hu
bo
recrec
imient
o
Se obtuv
ieron
resultad
os simil
ares
en Brasi
l
MuestrasJ1 (6 m profundidad) J2 (18 m profundidad)
Ensayos Conteo inicial
Conteo residual SODIS
Conteo residual
FH
Conteo inicial
Conteo residual SODIS
Conteo residual FH
Coliformes totales(UFC/100 mL)
2,3 105 0 0 8,5 104 0 0
Coliformes fecales(CFU/100 mL)
9,2 104 0 0 5,2 104 0 0
4-CP 0,2 mMpH0 3, HClO4Intensidad de luz UV promedio a 365 nm: 5,9 W/m2.
Tiempo de irradiacin: 18 hs.
Degradacin de 4-clorofenol en botellas recubiertas con TiO2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 200 400 600 800 1000Time (min)
A/A
o
2% bot 10% bot rods ringskringsbeads control
En el invierno de Buenos Aires (34 38' S, 58 28' O)!!!
Mejor degradacin: 90%
2,4-D 0,5 mM pH0 6,.8Intensidad de luz UV promedio a 365 nm: 5,3 W/m2.
Tiempo de irradiacin: 12 hs.
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0 100 200 300 400 500 600 700Time (min)
C/C
0
no TiO2
ringsk
10% bot
Degradacin de 2,4-D en botellas
Mejor degradacin: 65%
Reduccin de TOC: 29%
En el invierno de Buenos Aires (34 38' S, 58 28' O)!!!
Ambos son buenos para la desinfeccin de agua.
Ventaja de FH: las especies de oxgeno reactivas daan
(mineralizan) las bacterias, sin recrecimiento.
Se puede oxidar y mineralizar 4-CP y 2,4-D.
FH: efectivo para eliminar la contaminacin
microbiolgica y qumica (MO, As).
Resultados de validacin de SODIS y FH
Validacin de SORAS, ensayos en botellas plsticas
En Camarones: 99% de remocin
de As
En Tucumn: 90% de remocin
de As
Mejores condiciones: luz solar, moderada [Fe], muy baja [cido ctrico].
4-6 hs. de luz solar
Dependiente de la matriz del agua.
Modificacin de acuerdo a cada localidad.
Fe: debe agregarse externamente usando minerales locales o
elementos tpicos (pelitas, alambre de enfardar).
cido ctrico: esencial para transformar As(III) en As(V) bajo la luz
solar.
Eficiencia de especies de limn: los limones verdes sin semilla han
sido los mejores en Arica.
Resultados de validacin de SORAS
Trabajando en Argentina
Trabajando en Brasil
Trabajando en Trinidad & Tobago
Participacin y capacitacin de alrededor de ms de 15
profesionales y estudiantes-
Entre 10 y 15 trabajos de grado, maestras y tesis
doctorales en temas relacionados con el proyecto.
Logros
Formacin de recursos humanos
Cuatro libros
1. Relevamiento de Comunidades Rurales de Amrica Latina para la aplicacin de Tecnologas Econmicas para Potabilizacin de Aguas, 2002.
2. Desinfeccin solar de aguas en comunidades rurales de Amrica Latina, 2003.
3. Remocin de arsnico asistida por luz solar en comunidades rurales de Amrica Latina, 2003.
4. Avances en tecnologas econmicas solares para desinfeccin, descontaminacin y remocin de arsnico en aguas de comunidades rurales de Amrica Latina (mtodos FH y RAOS), 2004.
Logros
Facilidades para FH
Logros
Establecimiento de una red regional de laboratorios de referencia con facilidades fotocatalticas demostrativas.Folleto de capacidades y laboratorios de referencia.
DifusinEn ambientes acadmicos
artculosreuniones cientficasconferenciascursos
En medios de comunicacinnotas en peridicos de Amrica Latina y Espaaentrevistas radiales y televisivaspgina web
Contactos con:tcnicos (mdicos)cooperativasFuncionarios (Secretara de Ambiente en Argentina)
Logros
Logros
Escuelas y congresos ms importantesEscuela de Tecnologas Avanzadas de Oxidacin (Concepcin, Chile, septiembre de 2002, 52 diplomas de asistencia)Encuentro de Procesos Avanzados de Oxidacin, Campinas, Brasil, octubre 2003.Encuentro sobre uso y resultados de la aplicacin de las tecnologas, CAC, CNEA, noviembre 2004 (participacin de la industria, ONGs, cientficos y tecnlogos)V Seminario CYTED, Buenos Aires, abril 2005Solar Energy Congress 2005 (agosto 2005, Orlando, USA)Curso y Simposio SOLARSAFEWATER: El Desafo de la Provisin de Agua Potable Segura: Tecnologas para la Regin de Latinoamrica. Puerto Iguaz, Argentina, octubre 2005.SOLARSAFEWATER: Reunin Proyecto SOLWATER (UE), Buenos Aires, octubre 2005.
Aplicacin de la tecnologa apropiadaen las comunidades
Actividades a realizar
Incluye:Viajes de campaaAcciones coordinadas con las autoridadesCampaas de esclarecimiento de lapoblacinEstablecimiento de una red de intercambio de informacin (pg. web)
Actividades a realizar
Diseminacin de las tecnologasCampaas en colaboracin con gobiernos y ONGs: iniciadas
Fundacin SODIS (Cochabamba, Bolivia):
Acuerdo firmado en mayo de 2005.
Camarones (Arica, Chile): apoyo explcito de la
alcaldesa
Tucumn (Argentina): apoyo de las autoridades y
de los vecinos de las localidades
Actividades a realizar
Diseminacin de los mtodosEducacin de la poblacinDifusin en:
organismos gubernamentales empresas poblacin en general
Esta es quizs la etapams difcil del proyecto
Conclusiones
Un profundo conocimiento de la interaccin de la luz solar con agua, sustancias y bacterias
Tecnologas extremadamente simples y de bajo costo, basadas en el uso directo de la luz solar
Conclusiones
Uso directo de la radiacin solar para satisfacer las necesidades
bsicas de las poblaciones rurales pobres
con un uso sostenible de los
recursos
http://www.cnea.gov.ar/ambiental/agua-pura
litter@cnea.gov.ar
http://www.cnea.gov.ar/ambiental/agua-pura
EL PROYECTO OEA/AE/141: TECNOLOGAS ECONMICAS PARA LA DESINFECCIN Y DESCONTAMINACIN DE AGUAS EN ZONAS RURALES DE AMRICA LA
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