Las lombrices de tierra y las diminutas pulgas de agua podrían ayudar a entregar agua limpia a miles de millones de personas que viven en áreas remotas del mundo al comerse las aguas residuales y otros tipos de contaminación.

Se estima que 2.300 millones de personas en todo el mundo carecen de saneamiento básico, mientras que 844 millones no tienen acceso a agua potable, a pesar de que ambos se consideran derechos humanos clave. Incluso en Europa, se estima que 62 millones de personas carecen de acceso a un saneamiento adecuado y 14 millones carecen de una fuente básica de agua potable.

El tratamiento de las aguas residuales y el suministro de agua potable a menudo requiere grandes costosas instalaciones que consumen cantidades considerables de energía para seguir funcionando. Esto significa que las personas en lugares remotos o áreas pobres a menudo se quedan sin tales servicios.

Pero los investigadores creen que puede ser posible ofrecer un tratamiento de agua asequible en estos lugares con la ayuda de pequeños animales que devoran la contaminación del agua. Los científicos que trabajan en un proyecto llamado INNOQUA están desarrollando biofiltros que utilizan criaturas vivientes para filtrar el agua:lombrices de tierra y pequeños crustáceos llamados Daphnia .

Estas criaturas devoran los lodos y otros contaminantes, como el amonio, como parte de una serie de módulos de limpieza de agua que se pueden configurar y dejar en funcionamiento con poca necesidad de mantenimiento.

"La mayoría de la gente tendrá una idea del papel que juegan las lombrices de tierra en el suelo, "dijo el Dr. Eoghan Clifford, ingeniero civil en la Universidad Nacional de Irlanda, en Galway, y director técnico del proyecto INNOQUA. "Están haciendo algo similar en las tecnologías de aguas residuales que estamos usando".

En suelo, las lombrices de tierra se abrirán camino a través de los desechos de las plantas y el estiércol para ayudar a romperlo, mientras que también extrae químicos como nitrógeno y fósforo del material.

En cambio, el proyecto INNOQUA está utilizando lombrices de tierra para romper los lodos que a menudo obstruyen los filtros en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Está intentando usar a las criaturas como parte de un filtro que contiene astillas de madera y grava para atrapar material sólido del efluente de aguas residuales sin tratar para que los gusanos puedan descomponerlo.

Excretado

Las bacterias que viven en las astillas de madera completan el trabajo descomponiendo aún más el material excretado por los gusanos.

"Los gusanos descomponen el lodo y la materia sólida, que evita que el sistema se obstruya, ", explicó el Dr. Clifford." Esto significa que requiere mucho menos mantenimiento que otros tipos de sistemas. Esto es importante para los sistemas a pequeña escala en ubicaciones remotas ".

El proyecto INNOQUA tiene como objetivo establecer 11 proyectos de demostración en diferentes países de todo el mundo para probar cómo funcionará su sistema de filtro de origen animal en una variedad de entornos. Uno de esos sitios estará en una comunidad remota cerca del pueblo montañoso de Littlemill, en Nairn, Escocia.

Agua escocesa, que es uno de los socios del proyecto, Actualmente tiene que enviar camiones a cientos de kilómetros para recolectar lodos de tanques sépticos en comunidades remotas. En algunos casos, estos camiones cisterna tienen que realizar largos viajes en ferry para llegar a las comunidades insulares donde no existe un tratamiento local de aguas residuales.

Se espera sin embargo, que el sistema de filtrado que está instalando INNOQUA podrá limpiar las aguas residuales producidas por una comunidad de 19 personas en el sitio en Escocia.

El Dr. Clifford dijo que los primeros resultados de un filtro prototipo que utiliza aguas residuales municipales en Galway han demostrado que las lombrices de tierra pueden eliminar más del 90% del amonio y más del 95% del carbono orgánico de las aguas residuales. aunque ahora están probando los límites de la cantidad de aguas residuales que el sistema puede manejar mientras intenta reducir su tamaño.

"Nos ha sorprendido bastante la eficacia de este filtro, ", dijo." Pero la tecnología de lombrices de tierra en sí misma no tratará las aguas residuales con un estándar reutilizable, por lo que debe asociarse con otras tecnologías para tratar aún más el agua ".

Aquí es donde el Daphnia - también conocidas como pulgas de agua - entran. La visión de INNOQUA es que varios sistemas de tratamiento de agua diferentes se utilicen juntos como módulos que se puedan combinar para limpiar el agua según los estándares requeridos en diferentes países o usos.

Suspendido

Daphnia son pequeños filtros alimentadores que consumen material suspendido en agua, incluidas las bacterias potencialmente dañinas. La Universidad de Girona está probando un prototipo de este filtro, España, en un sitio de tratamiento de aguas residuales en las afueras de la aldea de Quart, a solo un par de kilómetros de la propia Girona.

"Los Daphnia están a cargo de limpiar las partículas después de que se haya eliminado la mayor parte del carbono y el nitrógeno, "dijo el Dr. Narcís Pous Rodríguez de la Universidad de Girona, quien lidera las pruebas de la Daphnia filtrar. "Nuestro sistema actualmente puede hacer frente a un rango de flujo de 700 a 3, 000 litros al día ".

Los lugares de demostración para el proyecto incluirán Irlanda, Escocia, India y Ecuador, presentando una amplia gama de condiciones diferentes. Daphnia son sensibles a la temperatura, por lo que una solución podría ser instalar el filtro bajo tierra en los países donde podrían verse afectados.

Después de la Daphnia tratamiento, las aguas residuales pueden necesitar un tratamiento adicional con luz ultravioleta, por ejemplo, antes de que pueda considerarse seguro para su reutilización en la mayoría de los países.

También puede haber otros productos químicos sintéticos en las aguas residuales que pueden ser difíciles de eliminar sin costosos procesos industriales. Contaminantes como bifenilos policlorados (PCB), que ahora se cree que causan cáncer en humanos, alguna vez fueron ampliamente utilizados en muchos productos de consumo como refrigerantes, lubricantes y aditivos, pero son duraderos una vez que se filtran al medio ambiente y se han convertido en un contaminante importante en los suministros de agua en todo el mundo.

La ruta más común para destruir los PCB es incinerar los suelos contaminados o tratar el agua contaminada con otros productos químicos para degradarlos.

Pero los investigadores que trabajan en un proyecto llamado Cryo-bacteria-reactor tienen como objetivo utilizar organismos vivos para hacer frente a estos contaminantes. Han desarrollado un método para inmovilizar bacterias en estructuras porosas para que puedan eliminar los PCB del agua a medida que se filtra a través del material.

"Ya ha habido algunos intentos de utilizar bacterias, pero como células libres en los lodos de los sistemas de tratamiento de agua o utilizando biorreactores con bacterias inmovilizadas". "dijo la Dra. Irina Savina, químico de la Universidad de Brighton, REINO UNIDO, quién está liderando el proyecto. "Existen dificultades para mantener estable la biopelícula bacteriana en estos sistemas existentes y, a menudo, pueden ser relativamente ineficaces.

"Hemos podido producir un material poroso tridimensional directamente a partir de bacterias con una cantidad mínima de polímero".

Actualmente, el equipo de Cryo-bacteria-reactor ha estado probando su técnica utilizando bacterias que degradan los productos químicos que están utilizando como modelos para los PCB. Las bacterias vivas se fijan en su lugar dentro de un material similar a una esponja que tiene poros de 20 a 150 micrómetros de tamaño. Pudieron biodegradar concentraciones relativamente altas de los contaminantes químicos durante 2,5 a 5 días para dejar solo trazas.

Estas esponjas bacterianas se pueden reutilizar al menos 10 veces, según la investigación del proyecto, si bien también se pueden congelar para su almacenamiento, antes de volver a activarse más tarde.

"Podemos adaptar el biorreactor para utilizar especies de bacterias locales que tengan la capacidad de hacer frente a diferentes productos químicos, ", dijo el Dr. Savina." Nos brinda una forma ecológica de eliminar los contaminantes del agua ".