Cinara desarrolla novedoso sistema de potabilización natural en alianza con Emcali

Este dará solución a las deficiencias de calidad que en algunas ocasiones presenta el afluente.

En el año 2011 ingenieros del Instituto de Investigación y Desarrollo en Abastecimiento de Agua, Cinara, plantearon desarrollar un trabajo de doctorado en la Universidad Tecnológica de Delft de Holanda con financiación del Sistema Nacional de Ciencia y Tecnología a través de Colciencias, relacionado con la extracción de agua potable del río Cauca y planteando la necesidad de investigar y conocer a profundidad las condiciones de los lechos de dicho río, teniendo en cuenta que a su entrada en el Valle del Cauca el río conforma un vasto valle aluvial. Este proyecto empezó a tomar forma en el año 2014 con el apoyo de esa universidad y adelantando con resultados satisfactorios, el primer análisis del potencial para Cali.

Fue entonces en el año 2017 cuando EMCALI EICE-ESP y la Universidad del Valle, a través del Instituto Cinara, unieron esfuerzos para desarrollar esta investigación que analizaría las posibilidades de desarrollar la Filtración en Lecho de Río (FLR) y permitiera el diseño para la construcción de un primer módulo de “filtración en lecho de río”, un novedoso sistema que se espera sea desarrollado por EMCALI y el cual estará localizado en la planta de tratamiento de agua potable de Puerto Mallarino y río Cauca, con una inversión de casi $20.000 millones y financiado por el Gobierno Nacional.

Con esta nueva tecnología se busca que las Plantas de Tratamiento de Agua Potable (PTAP) continúen operando durante eventos pico de alta turbiedad en el río Cauca, además de facilitar el desarrollo modular del tratamiento de agua en las perspectivas de desarrollo urbano de la ciudad a costos razonables.

Para el ingeniero Luis Darío Sánchez, director del Instituto de Investigación y Desarrollo en Abastecimiento de Agua, Cinara, aunque sin duda es un proyecto a todas luces benéfico para el Valle del Cauca, los obstáculos no se han hecho esperar ya que por ejemplo, no ha sido fácil convencer a las instituciones de que este tipo de soluciones pueden ser desarrolladas y aplicadas en el contexto del país, caracterizado por tener una enorme riqueza hídrica.

Agrega el ingeniero que además de esta situación, también ha sido complejo hacer entender a algunas fuentes de financiación que es necesario respaldar la investigación y la innovación, para obtener información sobre los lechos aluviales que conforman el río y la modelación hidrodinámica del sistema agua superficial-agua subterránea, temas que espera poder desarrollar en las investigaciones futuras.

Así pues, explican desde el instituto Cinara que la filtración en lecho de río es una opción tecnológica de captación y pretratamiento del agua que aprovecha la infiltración natural del río Cauca en los lechos laterales y centrales.

En esta técnica, la contaminación del agua superficial es removida o degradada gradualmente a medida que el agua viaja por los diferentes estratos filtrantes que están debajo de la superficie del río. Aplicando procesos de ingeniería, el agua se capta por sistemas de recolección mediante tubos laterales y pozos de bombeo.

La remoción o degradación de contaminantes, es una combinación de procesos físico-químicos y biológicos en los sistemas de abastecimiento de agua. En ese sentido, la filtración en lecho de río tiene como ventaja la disminución de picos de varios compuestos disueltos, removiendo significativamente contaminantes, patógenos, turbiedad y sólidos suspendidos que además de brindar calidad, también garantiza la cantidad de agua en épocas de estiaje. Sin embargo, esta opción tecnológica no es utilizada en Colombia y Suramérica, siendo una alternativa relevante para superar riesgos por calidad y cantidad de agua en eventos extremos generados por la variabilidad climática.

Esta tecnología no es desconocida en el mundo científico pero sí resulta innovadora para Cali y para Colombia en la manera en que se aplicaría en ríos con alta turbiedad. Por ejemplo, la viabilidad para el caso del río Cauca, resulta de aprovechar el potencial que el sistema natural le brinda a la región a través de sus lechos aluviales.

Pruebas de calidad a aguas del río Cauca

Para el ingeniero Sánchez, el agua superficial del río Cauca presenta variaciones significativas en su calidad, con altos picos de turbiedad y bajas concentraciones de oxígeno disuelto (OD), que son los dos parámetros de control frente a eventos de cierre de la captación de la PTAP.

La literatura científica reporta que la FLR conduce a mejoras significativas en la calidad del agua y es considerada como un sistema de captación y pretratamiento que conducen a mejoras en la calidad del agua las cuales se han evidenciado en las mediciones realizadas en los pozos de observación construidos a orillas del río Cauca.

El mejoramiento de la calidad del agua por el sistema FLR depende de las siguientes variables: 1) la calidad del agua de la fuente, 2) características y composición de los materiales del acuífero aluvial, 3) geoquímica del sistema lecho aluvial-río, la velocidad de filtración y distancia del pozo a la fuente, 4) la temperatura del agua, 5) la tasa de bombeo o de extracción, 6) las características del suelo y sedimentos de la interfase río-acuífero y 7) dilución con agua subterránea.

Los picos de turbiedad en el río Cauca se han intensificado en los últimos años y se han medido valores picos de turbiedad por encima de 10000 UNT, los cuales no pueden ser tratados mediante las tecnologías existentes, además de presentarse bajas concentraciones de oxígeno disuelto.

Explica el ingeniero Sánchez que EMCALI acertadamente construyó dos reservorios para almacenar agua pretratada con lo cual se ha manejado la situación.

Para él, los mayores riesgos son el incremento en el número de horas y la frecuencia de los eventos los cuales están asociados al deterioro progresivo de la cuenca alta, debido a procesos de intervención antrópica y además con aportes de carga contaminante puntual y difusa proveniente de vertimientos de agua residual industrial y municipal, escorrentía urbana, lixiviados, minería, actividades agrícolas, erosión y en general los centros poblados que nacen desde la cuenca alta y reciben aportes a lo largo de toda la cuenca del río Cauca, argumentando que con la tecnología anteriormente descrita, se amortiguarán esos efectos.

Antecedentes mundiales y costos

Durante más de 100 años la FLR ha sido utilizada en Europa para el abastecimiento de agua a nivel público e industrial, usando como fuentes de abastecimiento ríos como el Rin, Elba, Sena y Danubio.

Esta tecnología también se está utilizando en la gran mayoría de estados de EE.UU, donde se ha incrementado el uso de la tecnología en los últimos 30 años debido a las altas variaciones de temperatura y turbiedad y a la preocupación por los sub-productos de la desinfección.

Los estudios reportan que los costos estimados por m3 producido son del orden de los 250 pesos, incluyendo los costos de capital y de operación y mantenimiento, costos bastante competitivos teniendo en cuenta que es un sistema de captación y pretratamiento.

Beneficios del FLR

Se espera que una vez se tenga el primer módulo construido se pueda evaluar con un mejor detalle la valoración de los beneficios, sin embargo, entre lo esperado se destaca:

● Importante impacto en la calidad y cantidad del agua y los costos de la producción.
● Atenuación de picos: evita la parada de las plantas de tratamiento en eventos de alta turbiedad, bajo OD y contaminación química.
● Calidad y cantidad del agua estable y con operación más simple.
● Menos pasos de tratamiento, menor uso de insumos y procesos químicos, menores costos de inversión y operación.
● Menor producción de lodo, por lo tanto, menor impacto ambiental y menores costos asociados a la operación.
● Eliminación de una variedad de contaminantes nocivos.

¿Le daría respuesta Cali al racionamiento de agua?

El proyecto demostró que sí es viable desarrollar un primer sistema de FLR y se definieron diferentes sitios con potencial desde el punto de vista geológico, hidrogeológico, geotécnico sísmico, estructural y se puede desarrollar en una primera franja del río Cauca.

Los resultados muestran que se puede operar de diversas formas aprovechando la infraestructura existente, contribuyendo a disminuir tanto el número como la duración de las suspensiones del servicio ante eventos picos del río Cauca.

El primer filtro estaría en operación antes de finalizar el 2019, con lo que Cali se convertiría en la primera ciudad del país y de América Latina en utilizar este sistema de abastecimiento de agua potable ya que en la actualidad solo hay dos países con este modelo de filtración de agua: Honduras y México.

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