Planta piloto para la eliminación de aguas de lastre ganó Premio Nacional de Ingeniería Química 2020
Camuflados a la vista del ojo humano, con tamaños del orden de las micras, más de 10.000 organismos, entre ellos bacterias y especies invasoras, se transportan en las aguas de lastre, técnica ampliamente utilizada en el transporte marítimo para equilibrar los pesos dentro de las embarcaciones. Para ello, se llenan de agua los depósitos o tanques que se encuentran al interior de los barcos, tomando el líquido del lugar en donde se encuentran. Al llegar al puerto de destino, esta agua se expulsa, y si no se cuenta con el tratamiento adecuado, también se liberan organismos que pueden ser dañinos para los ecosistemas locales y para la salud humana.
Un ejemplo de ello ocurrió en 1991, con la epidemia del cólera que se esparció por gran parte de la costa Pacífica suramericana, llegando incluso a los ríos Magdalena y Cauca en nuestro país, generando una incidencia promedio de 51,2 y 39,8 casos por 100.000 habitantes, entre 1991 y 1992. Esta enfermedad es causada por la bacteria Vibrio cholerae, presente en aguas y alimentos contaminados. Este es, precisamente, uno de los organismos que puede llegar a través de aguas de lastre, junto con otros de fitoplancton (microorganismos vegetales) y zooplancton (animales acuáticos).
Desde el 2012, el tadeísta Juan Guillermo García Garay, egresado del Doctorado Interinstitucional en Ciencias del Mar, trabaja en la construcción de una planta piloto para el tratamiento de aguas de lastre, que ha articulado con el creación de su emprendimiento Biohidroingeniería SAS, en un claro ejemplo de trabajo interdisciplinar, al poner en diálogo conceptos base de la Biología Marina con la Ingeniería Química y la Física, pero también de conformación de equipos interinstitucionales, en este caso bajo la sombrilla de la tesis doctoral que fue asesorada en conjunto por Andrés Franco, vicerrector Académico de Utadeo, y el profesor Fiderman Machuca, de la Universidad del Valle, con una clara proyección industrial que beneficia la productividad de los puertos y embarcaciones.
Estas y otras credenciales más llevaron a que, el pasado 13 de noviembre, los jurados del XIII Premio Nacional de Ingeniería Química declararan a esta propuesta como la ganadora en la categoría de Investigación Industrial, reconocimiento que se entregó en ceremonia especial, de manera virtual, el 26 de noviembre, en el marco de la celebración del 30° Congreso Colombiano de Ingeniería Química “Nuevo Panorama de la Ciencia, la Tecnología y la Innovación”, por parte del Consejo Nacional de Ingeniería Química de Colombia (CPIQ).
De acuerdo con el CPIQ, en la convocatoria participaron 23 postulaciones, de las cuales seis correspondieron a la categoría de Investigación Industrial: “Esta es una reflexión en torno a cómo adelantamos investigación de punta en la Universidad, para el servicio del país. La investigación doctoral, como también de maestría, deben generar publicaciones científicas en las revistas más prestigiosas del mundo, pero también deben generar soluciones prácticas a los problemas de la sociedad y las ambientales, así como ajustarse a las nuevas perspectivas profesionales de las generaciones que actualmente adelantan estudios posgraduales, especialmente para los que desean generar emprendimientos y ser autónomos en su devenir laboral”, precisa Franco.
En concordancia con ello, García sostiene que este premio es un reconocimiento al recorrido que ha tenido con su emprendimiento y que ha contado con el apoyo de la Universidad del Valle, en su creación, desde que se encontraba estudiando sus pregrados en Biología e Ingeniería Química, pero también de la Tadeo, pues fue allí donde Biohidroingeniería se incubó.
La planta piloto funciona a través de una solución integral de eliminación, que comprende métodos biológicos de control bacteriano, así como controles físicos a través de mallas y redes, pero, principalmente, aplica aspectos químicos, a través de procesos oxidativos que afectan directamente a las células de los organismos, las envejecen y dañan su ADN. Ello permite que, en un segundo momento, se aumente la permeabilidad de las membranas de las células, logrando que los electrones libres puedan llegar a estas, para, finalmente, a través de un método tradicional que usa la luz ultravioleta, se afecte completamente el ADN y se vuelva inviable el organismo.
Contrario a otros métodos como el uso de radiación solar que solo eliminan zooplancton, pero favorece el desarrollo del fitoplancton, García sostiene que este método afecta a todos los grupos de organismos, logrando neutralizar su potencial reproductivo y los efectos negativos que pueden traer en términos de epidemias o cambios en los ecosistemas del lugar.
De esta forma, la planta piloto se convierte en un servicio indispensable que se puede prestar en puerto, teniendo en cuenta que la normatividad internacional vigente exige que las aguas de lastre cumplan con unas condiciones de calidad, en las cuales existe un límite de zooplancton y fitoplancton por milímetro (Conoce más sobre esta investigación en la Revista Expeditio)
Planta de Biohidroingeniería
Un reconocimiento a ocho años de investigación
El emprendimiento de García nació como una empresa de transferencia de tecnología en torno al tratamiento de recirculación de aguas marinas, con aplicaciones en la acuicultura. Así se generaron los primeros prototipos y sistemas de recirculación con pruebas en camarones y peces; a partir de las investigaciones allí adelantadas, se evidenció que el tratamiento podría ayudar a eliminar a organismos como el temible Vibrio cholerae.
En el marco del Doctorado en Ciencias Marinas, García decide trasladar su empresa de Cali a Santa Marta, a la sede de Utadeo, entendiendo que en esa ciudad se da un riesgo potencial de llegada de especies invasoras por cuenta de las aguas de lastre, al ser este lugar uno de los que más cantidad de estas aguas recibe en el Caribe colombiano.
Así, y con recursos de Colciencias, se creó la infraestructura del laboratorio para el análisis de aguas en Santa Marta, al tiempo que se adquirieron los primeros tanques de almacenamiento de agua, que permitió hacer un primer piloto en la capital del Magdalena. Posteriormente, para comprobar la efectividad del método, se desarrolló un piloto de menor capacidad en Holanda, al considerar que este país es la principal fuente de aguas de lastre que llega a Santa Marta. Ello permitió perfeccionar el diseño de la planta piloto que existe actualmente y que, en promedio, puede llegar a procesar entre 100 a 300 litros por hora.
Ahora, lo que se está intentado desarrollar es una serie de cuatro prototipos a escala que permitan tratar la totalidad de las aguas de lastre de un buque, en un tiempo de 24 horas, tiempo que este permanece en el puerto, mientras lleva a cabo su proceso de carga. Esto llevaría a pensar en la planta a una capacidad industrial.
De acuerdo con García, la idea es que, a corto plazo, desde Biohidroingeniería se puedan desarrollar diagnósticos sobre la calidad de agua que llega a los puertos, para así optar por la viabilidad o no de hacerle tratamiento a este líquido. De igual forma, con la ayuda de una tesista de la Maestría en Ciencias del Mar de Utadeo, García planea probar la planta piloto en tanques de lastre de los buques.
“El premio es una alegría inmensa. Es como si te dijeran que, de toda Colombia, de todos los ingenieros químicos que están emprendiendo, eres el que va más adelante. Es ponerse la camiseta tricolor de la ingeniería química y hacer parte de una selección Colombia de ingenieros, para solucionar problemas locales y regionales”, indica, con emoción, García, quien también espera que este premio le abra otras puertas para poder financiar la escalabilidad de la planta, al tiempo que internacionaliza la experiencia y los servicios de su emprendimiento.
Por su parte, Franco destaca que este premio habla muy bien de la consolidación de los procesos académicos e investigativos al interior del doctorado, del cual también hacen parte las universidades del Magdalena, Norte, Antioquia, Nacional y Valle, y la Escuela Naval Almirante Padilla: “Las investigaciones que se desarrollan y tienen un impacto sobre la sociedad o en la resolución de una problemática social o ambiental tienen que ser de carácter interdisciplinar”, agrega nuestro vicerrector Académico.
