Utilizar el proceso Anammox (“Anaerobic Ammonium Oxidation”) para la remoción biológica del nitrógeno amoniacal en las plantas de tratamiento de purines, permitiendo así reemplazar el sistema convencional, que emite altas cantidades de dióxido de carbono, además de reducir los costos operacionales de la industria, es el eje central de la investigación del Departamento de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Técnica Federico Santa María y que obtuvo el segundo lugar en el concurso “Medidas de mitigación de gases invernaderos", organizado por la iniciativa MAPS Chile y el Ministerio del Medio Ambiente.
Según destaca Anna Espinoza, estudiante de Ingeniería Civil Ambiental de la USM, “toda ocasión de innovación e investigación es una oportunidad para aportar a la resolución de algún problema ambiental. Cuando se abrió el llamado a concurso y había que proponer una media de mitigación para la disminución de los gases invernadero, inmediatamente pensé en el proceso Anammox y en la aplicación que se le podría dar en Chile”.
“Cuando me avisaron que estaba entre los tres finalistas me sentí muy orgullosa de estar participando en un proyecto que no solo fue de interés para mi Departamento, sino que también para el Ministerio de Medio Ambiente. En la premiación en el Palacio de la Moneda estuvieron presentes la Ministra del Medio Ambiente, María Ignacia Benítez, y el Ministro de Hacienda, Felipe Larraín, lo que demuestra la gran importancia que es la iniciativa MAPS-Chile para nuestro país”, precisa la estudiante.
En lo que se refiere a su investigación, Espinoza explica que el Anammox es un proceso biológico para el tratamiento de aguas con alto contenido de nitrógeno amoniacal. Si pensamos en las aguas servidas o en los residuos líquidos de ciertos procesos industriales, el contenido de nitrógeno es un problema, ya que en altas concentraciones lleva a la muerte del curso de agua a través del proceso llamado eutrofización, que producto del enriquecimiento de nutrientes puede convertirlo a un estado abiótico.
“El proceso convencional de nitrificación/desnitrificación para tratar el problema del nitrógeno ocurre en dos etapas, mientras que el Anammox en una sola y en condiciones de ausencia de oxígeno. Si bien el objetivo principal es remover el nitrógeno de las aguas, una de las grandes ventajas desde el punto de vista ambiental, es que el producto del catabolismo Anammox es nitrógeno atmosférico, mientras que en el proceso convencional es dióxido de carbono (CO2), uno de los principales gases del efecto invernadero”, destaca.
El principal objetivo de esta investigación fue enriquecer la biomasa Anammox. Para esto se crearon en laboratorio las condiciones para que del lodo de una planta de tratamiento de aguas industriales seleccione estas bacterias (Anammox), que son muy difíciles de hacer crecer y sólo lo hacen en determinadas condiciones ambientales, teniendo una velocidad de crecimiento muy baja (11 días de tiempo de duplicación).
“Por lo mismo, este proceso duró varios meses gracias al trabajo de tres memoristas y un estudiante de Ingeniería Civil Química. La fase en la que trabajé tuvo como objetivo aumentar el contenido de amonio (fuente de nitrógeno) para “acostumbrar” a las bacterias a una alta carga de nitrógeno, lo que se hizo en forma paulatina, y también medir la actividad de la bacteria, es decir, la cantidad de nitrógeno producida en relación a la concentración de biomasa”, sostiene.
La última etapa del proyecto Anammox fue la aplicación de este proceso (a escala laboratorio) usando purines reales, debido a que inicialmente se estaba usando un residuo líquido sintético preparado en laboratorio que reunía todos los nutrientes necesarios para las bacterias. Esta etapa terminó a mediados de 2013 y actualmente el proyecto se encuentra finalizado.
