¿Cómo acabar con la radiactividad natural en el agua?

¿Cómo acabar con la radiactividad natural en el agua?

José Luis Casas y Gracia Rivas, investigadores de Life Alchemia en CIESOL.
José Luis Casas y Gracia Rivas, investigadores de Life Alchemia en CIESOL.

La Escuela Superior de Ingeniería de la Universidad de Almería (UAL) diseña un sistema de filtrado de aguas capaz de elimininar el 95% de la radiactividad natural en aguas de pozo y con un coste energético mucho menor.

El cerco sobre la contaminación de aguas para consumo humano se estrecha. La Unión Europea ha endurecido su normativa con la directiva Euratom, que por primera vez entra a regular los niveles de radioactividad natural permitida en el agua potable.

Radioactividad natural en el agua

La radioactividad natural en el agua es un fenómeno común; un problema que afecta, principalmente, a aguas extraídas de pozos de unos 150 ó 200 metros de profundidad, excavados en entornos graníticos, que quedan contaminados con la presencia de los radionucleidos asociados a algunos metales como el uranio. Y lo sorprendente es que estas aguas se han consumido durante décadas sin ningún tipo de control.

Durante décadas, esta contaminación ha pasado desapercibida para las autoridades. Sin embargo, ha llegado el momento de ponerle coto y, para ello, la Unión Europea puso en marcha una normativa en la que estableció los niveles máximos de radioactividad natural presente en las aguas potables.

Depuradora a escala de laboratorio construida para evaluar el sistema propuesto en Life Alchemia.

Análisis de los parámetros radiológicos del agua

En 2016, la directiva Euratom se pronuncia en materia de aguas y obliga a los estados miembros a adaptarse a ella, con la puesta en marcha de sistemas de análisis de los parámetros radiológicos del agua y los elementos necesarios para reducirla al completo o, al menos, mantenerla por debajo de los niveles establecidos en la normativa.

Esta normativa está suponiendo una transformación importante en los tratamientos de agua potable y dará más de un quebradero de cabeza a comunidades autónomas que todavía no han hecho nada en este sentido, como Castilla de León, donde saltarán muchas alarmas en el momento en el que se pongan a hacer análisis de los niveles de radionucleidos presentes en el agua potable de muchas poblaciones, ya que en esta comunidad se esperan valores muy elevados, relacionados con las características del terreno.

Almería se adelantó a la directiva Euroatom

En lugares como la provincia de Almería, el control de la radioactividad natural de las aguas de pozo lleva realizándose varios años y muchos de los ‘deberes’ en este sentido están hechos. La Diputación de Almería, responsable de dotar de los sistemas de abastecimiento a los municipios más pequeños, se adelantó a la normativa e instaló un conjunto de estaciones de tratamiento de agua potable, que eliminaban la contaminación radiactiva natural. Sin embargo era necesario dar un paso más, para desarrollar un sistema de potabilización que supere tanto en calidad como en consumo a los que ya están en marcha, basados en la tecnología de ósmosis inversa.

Y para ello se ha puesto en marcha el proyecto LIFE+ Alchemia, cofinanciado en un 60% por la Unión Europea, y cuyo objetivo es desarrollar tecnologías más sostenibles para la eliminación de los residuos de radioactividad natural de las aguas subterráneas.

Life+ Alchemia, contra la radiactividad natural

LIFE+ Alchemia, dotado con un presupuesto de 1,52 millones de euros, es fruto de la unión del centro tecnológico de Valladolid CARTIF, como coordinador, con el Centro de Investigación en Energía Solar (CIESOL) de la Universidad de Almería, la Diputación de Almería; mientras que desde Estonia participan la Universidad de Tartu (Estonia), la Tallin University of Tecnology y la empresa de aguas Viimsi Vesi Ltd.

Y en Almería, donde se invertirá la mitad del presupuesto, se construirán tres plantas potabilizadoras, para dar respuesta a las necesidades de los municipios de Benizalón, Tahal y Alboloduy. Serán plantas de última generación, que se basan en el sistema de lechos filtrantes, capaces de acabar con el 95% de los radionucleidos presentes en las aguas, así como con otros metales como el hierro que presentan estas aguas. Y con ellas se conseguirá con los dos problemas fundamentales de los sistemas de ósmosis inversa en marcha desde hace unos años, como son el consumo energético elevado y la cantidad de agua que se desperdicia, explica el investigador de la Escuela Superior de Ingeniería de la Universidad de Almería, José Luis Casas, que se encarga de liderar la parte almeriense de LIFE+ Alchemia.

Un sistema más limpio y barato

Frente a la ósmosis inversa, los investigadores de CIESOL han apostado por lechos filtrantes hechos con zeolitas impregnadas con óxido de manganeso. “Lo bueno de usar estos rellenos es que energéticamente tiene un coste mucho más bajo. No necesita presiones altas. Y las pérdidas de agua son mucho menores, porque la que no entraría en la red de suministro sería la que se emplea en el lavado de los lechos, un proceso que dura diez minutos y que se tiene que hacer una vez al día”, explica José Luis Casas.

Este sistema va a conseguir reducir la factura energética que ahora mismo suponen los sistemas de potabilización de agua actuales y que representan un gasto importante para estos municipios de pequeño tamaño.

Elimina el 95% de la radiactividad y desperdicia menos agua

Al mismo tiempo, se consigue un sistema capaz de eliminar hasta el 95 por ciento de los residuos radioactivos presentes en el agua, un porcentaje muy similar a los sistemas que están actualmente en uso y que, por supuesto, están por debajo de los límites establecidos por la Unión Europea.

El funcionamiento del sistema es sencillo. El agua extraída de un pozo se almacena en un depósito, que almacena el agua antes de hacerla pasar por la columna donde se alberga el lecho filtrante. Una bomba impulsa el agua a través de ese lecho, a una presión muy baja y poco costosa desde un punto de vista energético. Una vez el agua ha pasado por el filtro, queda limpia de radionucleidos y de otros metales como el hierro, detectado en los análisis realizados antes de diseñar el sistema de filtrado más adecuado a sus condiciones.

“Los residuos quedan depositados en el lecho filtrante, tras las reacciones de oxidación que se producen en el lecho, que hacen que esas partículas precipiten en forma de hidróxidos, y ese precipitado se queda retenido en el lecho filtrado”, aclara el investigador almeriense.

El lecho es limpiado una vez al día con agua, en un proceso que dura unos diez minutos y los restos contaminantes quedan liberados en el sistema de saneamiento, donde se diluyen con cierta facilidad.

Presentación del proyecto Life Alchemia en la Diputación Provincial junto al Ciesol de la Universidad de Almería y sus homólogas de Estonia.
Representantes de la UAL y Diputación participantes en Life Alchemia.

Los residuos radiactivos se eliminan en una EDAR

“Tenemos distintas formas de operar. Podemos agotar la capacidad de operación del lecho, acumulando todo lo que podamos ahí, pero es posible que nos encontremos con que ese lecho se convierte en un residuo radioactivo, porque eso encarecería y complicaría todo el sistema, porque habría que tratar ese residuo radiactivo como marca la normativa. Lo más cómodo es operar la planta de forma que las aguas de lavado que vamos a generar se puedan verter a saneamiento y de ahí, a una EDAR”, explica José Luis Casas, donde estos residuos se eliminan prácticamente por completo.

Los investigadores de la Escuela Superior de Ingeniería de la UAL y CIESOL se decantaron por el uso de lechos filtrantes con zeolitas porque es el sistema que mejor se ajusta a las necesidades concretas de estas aguas. Y esperan poder utilizar el mismo modelo de lecho de filtrado en las tres plantas potabilizadoras de demostración que se van a instalar en la provincia de Almería.

Última fase del diseño de las plantas

En este mes de abril acometerán el diseño de las plantas, cuya ejecución comenzará este verano. La plantas depuradoras serán de un tamaño similar a las empleadas hasta ahora y su coste no diferirá mucho de las actuales. Las ventajas reales vienen del ahorro energético una vez que se haya puesto en marcha, por un lado; y de una reducción considerable del agua usada para la limpieza del sistema de filtrado, con el que se consigue ahorrar agua en un lugar donde cada gota cuenta.

LIFE+ Alchemia servirá para poner ensayar la viabilidad plantas potabilizadoras de nueva generación, más sostenibles y que permiten aprovechar mucha más agua. Desarrollar un nuevo sistema que se podrá exportar a otros puntos de la Unión Europea donde se necesitan realizar este tipo de trabajos de descontaminación de agua para consumo humano.

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