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