Innovación en tratamiento de RILes

Desde el 2021, la UCN y empresas salmoneras se unieron para trabajar en ciencia aplicada, probando un innovador sistema para depurar aguas de residuos industriales líquidos (RILes) en pisciculturas.

Diariamente, la industria acuícola en su fase de agua dulce -pisciculturas- genera materiales residuales comúnmente denominados lodos. Este material proviene del sistema de producción y corresponde básicamente al material fecal de los peces y restos de alimento no consumido en los estanques, los que son rescatados en las etapas finales del ciclo de flujo de pasada y/o en el proceso final de recirculación y filtrado de aguas (Hepp, 2012).

Dado que la capacidad de almacenamiento de los lodos en las plantas de piscicultura es limitado, los residuos deben ser retirados y trasladados a vertederos autorizados para su disposición. Sin embargo, no en todas las zonas donde se desarrolla esta etapa del ciclo el salmón existen vertederos de este tipo.

De esta manera, la gestión de los lodos generados en las pisciculturas sigue siendo un desafío para la industria acuícola del sur de Chile, existiendo a la fecha diferentes iniciativas que buscan revalorizar este tipo de residuos, o bien disminuir su generación.

En este último caso se sitúa el proyecto “Reducción de lodos de acuicultura a partir de escalamiento de nueva tecnología basada en depuración de RILes”, que desde el año 2021 es ejecutado por la Universidad Católica del Norte (UCN), con el apoyo de las empresas Multi X y Salmones de Chile

Financiado a través de la herramienta concursable IDeA, de la línea investigación tecnológica de FONDEF IT20I0095, este proyecto ha logrando exitosos resultados en la primera etapa de prueba de esta iniciativa que contribuye a la acuicultura sustentable, a través de un tratamiento que minimiza la generación de lodo en el proceso de depuración.

Para su desarrollo se instalaron dos plantas pilotos para el tratamiento de Residuos Industriales Líquidos (RILes) implementadas en las Pisciculturas Molco, de la empresa Multi-X, ubicada en Villarrica en la Región de la Araucanía, y en la Piscicultura Río Cude, ubicada en Castro, perteneciente a Salmones de Chile.

Las plantas piloto cuentan con una innovadora tecnología japonesa, modificada para ser adaptada a la industria de la acuicultura, con las que se buscó reducir la cantidad de materia orgánica presente en efluentes y minimizar la generación de lodos en el proceso de tratamiento.

El tratamiento de efluentes se realizó a través de un sistema denominado Intelligence Passage (IP), que opera bajo el concepto de flujo pistón e incorpora etapas anaeróbicas y aeróbicas para el tratamiento de aguas con alta carga de materia orgánica disuelta y particulada, generando como producto un efluente clarificado.

Para dar cuenta de los resultados, el Comité Directivo del proyecto se reunió en la ciudad de Puerto Varas el 18 de abril, donde Joel Barraza Soto, académico del Departamento de Acuicultura de la Facultad de Ciencias del Mar de la UCN y director del proyecto, explicó que se trabajó con el agua proveniente del retrolavado de los rotrofiltros, efectuando mediciones a la entrada, centro y salida del sistema, con recambio del caudal cada 24 horas, registrando positivos resultados los que fueron avalados por laboratorio certificado externo a la UCN.

En tanto Magdalena Brain Ramírez, subgerente de Medio Ambiente y Concesiones de Multi X destacó la importancia de participar en proyectos de Investigación y Desarrollo, pues permiten a la compañía y a la industria acuícola, seguir innovando y desarrollando tecnologías que mejoren los procesos, haciéndolos más eficientes y sustentables.

“Esta tecnología es importante porque nos ofrece nuevas alternativas para tratar efluentes. El proyecto nos sorprendió gratamente ya que ha demostrado muy buenos resultados en control de materia orgánica y nutrientes, junto con presentar tres ventajas claves: se trata de una tecnología sencilla, no genera olores y prácticamente no genera lodos. Realizamos el piloto en nuestra piscicultura Molco, y estamos muy satisfechos de decir que se cumplieron los objetivos propuestos”, agregó Magdalena Brain.

Resultados

Joel Barraza destacó la vigencia científica–tecnológica de esta iniciativa, e indicó que los resultados superaron las expectativas, ya que en ambos pilotos se obtuvo un rango de abatimiento generalizado del 90% de la Demanda Bioquímica de Oxígeno (DBO), elemento que permite medir en forma indirecta la cantidad de materia orgánica presente en el agua, registrando un promedio general en los ingresos al sistema de 926 mg/L y salidas de 124 mg/L.

“En las medidas el sistema siempre se registró un abatimiento importante en la disminución de la contaminación, siempre por sobre un 80% de DBO. Es decir, en el proceso el DBO se va reduciendo sin generar lodo, lo que hace a este sistema distinto a los que existen para esta finalidad. Se cumple el objetivo de la investigación, registrando una reducción importante de la materia orgánica medida como DBO, mientras que en los sólidos suspendidos totales se registró un promedio de 85,7% de reducción”, destacó Joel Barraza.

La investigación además arrojó una importante reducción del fósforo, un 82,9% de abatimiento con un promedio de ingreso de 34.9 mg P/L y una salida de 7.9 mg P/L. En cuanto a los resultados microbiológicos los recuentos bacterianos totales mostraron que los procesos que ocurren a lo largo del depurador permiten una reducción total de la carga bacteriana en un 82.5%.

Próximos desafíos

Pese a que los resultados permiten validar en una primera etapa la tecnología de depuración de lodos IP System en la industria acuícola, aún quedan desafíos por enfrentar, ya que ésta se encuentra en un nivel de madurez 5 (TLR5), es decir, la tecnología ha sido validada en un entorno relevante, sin embargo, quedan pendientes técnicos que esperan resolver en la próxima etapa de investigación, explica Barraza.

Para ello, el equipo UCN y las empresas asociadas se encuentran trabajando en la búsqueda de los recursos para dar continuidad a la investigación, y mantener la infraestructura hasta ahora montada.

Así, para conocer más sobre las motivaciones y proyecciones de esta iniciativa, Mundo Acuícola conversó con el Dr. Joel Barraza Soto, académico del Departamento de Acuicultura de la Facultad de Ciencias del Mar de la UCN y director del proyecto.

¿Por qué decidieron enfocarse en un proyecto relacionado con la salmonicultura en su fase de agua dulce?

Decidimos enfocarnos en la salmonicultura en la fase de agua dulce porque es un sector muy relevante para la economía del país. Sin embargo, a pesar de su importancia, aún requiere mucho apoyo en varios aspectos que apuntan a la eficiencia de sus procesos, especialmente en lo que respecta al medio ambiente. La gestión de los efluentes en piscicultura es un tema sensible y crucial. Nuestra motivación principal es contribuir a la industria introduciendo una tecnología innovadora que reduzca la producción de lodos y minimice el impacto ambiental. Creemos que, al mejorar estos procesos, podemos hacer que la salmonicultura sea más competitiva y sostenible.

¿Cuál es la relación del Departamento de Acuicultura de la UCN con la salmonicultura?

Nuestro departamento tiene una conexión estrecha con la salmonicultura. El área de acuicultura es una de nuestras mayores fortalezas, especialmente en ingeniería. Hemos estado constantemente generando desarrollos y brindando asistencia técnica directa a la industria salmonera. Esto incluye procesos de investigación y programas de entrenamiento, como el diplomado de sistemas de recirculación RAS. Esta iniciativa ha sido muy exitosa y refleja nuestro compromiso con la salmonicultura, que consideramos una área estratégica para el desarrollo del país. No podemos estar ausentes en este campo ni como departamento ni como facultad.

¿Cómo surgió la idea de implementar la tecnología IP en Chile?

La idea surgió de nuestra larga relación con Japón, que se ha mantenido por aproximadamente 40 años. Durante estos años, ha habido un constante intercambio de especialistas entre Japón y nuestro departamento. En uno de esos intercambios, el Dr. Nagahisa Uki. experto de JICA (Agencia de Cooperación Internacional de Japón) nos presentó una tecnología japonesa innovadora, premiada por su capacidad para mitigar la contaminación de efluentes. Esta tecnología nos llamó la atención porque no solo es eficaz en la depuración de aguas contaminadas, sino que también no produce olores y no genera lodos como subproducto del tratamiento. Esto la hace especialmente valiosa para la piscicultura, ya que puede transformar el agua contaminada en agua limpia de manera eficiente y sostenible.

¿Cuáles son las ventajas de esta tecnología?

Esta tecnología presenta varias ventajas significativas. Primero, utiliza menos energía comparada con los métodos tradicionales de tratamiento de aguas. Segundo, no incurre en los costos asociados con el retiro de lodos, ya que prácticamente no los genera. Además, no utiliza químicos, lo cual no solo reduce los costos operativos sino que también evita la complicación de manejar y controlar esos químicos en el proceso. Esto la hace más segura y menos propensa a fallas. En términos de costos, hemos visto que esta tecnología es entre un 15% y un 20% más eficiente en comparación con las mejores alternativas disponibles actualmente. Estas ventajas se traducen en una mayor eficiencia operativa y en un menor impacto ambiental.

¿Dónde más se ha utilizado esta tecnología?

Esta tecnología ya tiene su patente en Japón y ha sido aplicada en diversas industrias allí. En Chile, la hemos utilizando en dos frentes principales: el tratamiento de residuos urbanos y el tratamiento de RILes en acuicultura.

¿Cuál es el impacto de esta tecnología en la competitividad de la industria?

Esta tecnología contribuye significativamente al buen uso del recurso hídrico y demuestra que la industria puede operar sin contaminar. Al reducir los costos y mejorar la eficiencia de los procesos, la tecnología mejora la competitividad de la industria acuícola. Además, al mostrar que es posible producir de manera sostenible, también mejora la percepción pública de la industria. Esto es crucial para ganar el apoyo de la ciudadanía y asegurar la viabilidad a largo plazo del sector.

¿Cómo ha sido la respuesta de las empresas involucradas en el proyecto?

La respuesta de las empresas ha sido muy positiva. Realizamos un taller en Puerto Varas donde presentamos los resultados del proyecto a las empresas involucradas, y la acogida fue excelente. Nos pidieron continuar con una nueva fase del proyecto para llevar la tecnología a un nivel de madurez tecnológica más avanzado. Fue una jornada muy exitosa, y actualmente, la tecnología sigue operando en la empresa Multi X.

De seguro este proyecto realza el valor la colaboración entre academia e industria…

Sin duda, la colaboración entre academia e industria es fundamental. Este proyecto ha sido una escala importante porque ha involucrado trabajo en terreno con el apoyo de la industria, lo cual tiene un gran valor tanto para el ámbito académico como para el industrial. Estamos acostumbrados a trabajar en nuestros laboratorios, pero esta experiencia a puertas abiertas, con la venia de la empresa, ha sido invaluable. Esta colaboración demuestra que podemos desarrollar soluciones prácticas y efectivas cuando trabajamos juntos, y subraya la importancia de la cooperación para avanzar en la innovación y sostenibilidad de la industria.