Norma Casiano García, alumna de la Maestría en Energía y Medio Ambiente, y la doctora Judith Cardoso Martínez, profesora del Departamento de Física de la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), desarrollan un filtro con base en zeolitas –de bajo costo y fácil instalación– para remover hierro y manganeso presentes en la red de agua potable de la Alcaldía Iztapalapa.
El dispositivo, diseñado por el grupo de investigación del Laboratorio de Calidad del Agua, redundaría en beneficios a la salud y la economía de la población de esta demarcación, dada la condición inadecuada del líquido que recibe, señaló en entrevista la docente y responsable de dicho espacio científico.
La Alcaldía –una de las más habitadas, con casi dos millones de vecinos– sufre desde hace tiempo problemas de suministro del recurso por falta de abastecimiento, fenómenos de subsidencia y mala calidad, entre otros factores.
Sin embargo, una gestión inconveniente; la corrosión de tuberías; la contaminación del acuífero; las actividades antropogénicas, y la geomorfología local afectan las propiedades del bien, debido a lo cual es relevante atender su contenido de hierro y manganeso, cuyos intervalos permisibles –de acuerdo con la NOM-127-SSA1-2021– son de 0.15 y 0.30 mg/L, respectivamente, pero en algunas áreas, el proveniente de los pozos que lo abastecen alcanza concentraciones por encima de esos límites.
La necesidad de supervisar los niveles de estos elementos en el sistema obedece a que pueden acarrear daños a la salud humana en el largo plazo, ya que varios de ellos vienen con el recurso que se extrae de fuentes hídricas cada vez más profundas.
Un estudio llevado a cabo en el citado Laboratorio de la Unidad Iztapalapa detectó que, entre 75 y 79 por ciento del contenido de la red pública, llega desde 58 pozos y el resto de los sistemas Cutzamala y Lerma.
Esto es consecuencia de que “nos estamos acabando el agua que se encuentra en la superficie y, por lo tanto, hay que excavar cada vez más hondo; incluso en uno ubicado en los alrededores de la Central de Abasto, se llegó hasta cuatro kilómetros de profundidad”.
La gravedad está en la interacción de los metales con el agua y, al final, en que ésta “los extrae a partir de un equilibrio físico-químico que hay con ellos”, aunque en los casos del manganeso y el hierro, el grado de oxidación es de dos y cuando el líquido emerge al suelo tiene buena calidad y transparencia, pero al contacto con el oxígeno el hierro pasa a 3 y el manganeso a 4.
Esto provoca que al transportarse por la red llegue con coloración, olor y partículas de dichos componentes, los cuales, por la geología de la Alcaldía, entre otras razones, alcanzan mayor presencia, respecto de otros.
Las características para que pueda beberse exigen la eliminación de esos metales y, en concordancia con esto, el proyecto de la alumna –asesorada por la doctora Cardoso Martínez– tiene el objetivo de evaluar la eficiencia en la remoción de manganeso de dos tipos de zeolitas: una natural y otra comercial, recubiertas ambas con óxidos de manganeso, con la finalidad de desarrollar filtros potabilizadores del producto suministrado a la demarcación.
“Nuestro interés es elaborar algunos que eliminen esos metales, causantes de mal olor, sabor y color, llegando incluso a manchar la ropa cuando se lava, lo que hace que la gente evite su uso y recurra a comprarla de pipas o en establecimientos que supuestamente la venden purificada y que han instalado en esa Alcaldía, casi 50 por ciento del total de las existentes en la Ciudad de México”.
Con esa meta, el grupo de investigación buscó materiales que pudieran contribuir a la supresión de esos elementos, por lo que recurrió a la grava, las zeolitas y el carbón activo, porque éste excluye el olor, el color y retiene algunos microorganismos.
Las zeolitas son compuestos inorgánicos que poseen metales en su estructura y llevan a cabo un intercambio iónico, es decir, tienen afinidad al hierro y, en menor cantidad, al manganeso, sin embargo, separan el sodio y el potasio.
Los filtros son tubos “con diferentes camas o zonas que van eliminando las partículas grandes a través de grava de diámetros diversos, primero, y después un mineral de origen natural, muy afín al hierro y que por esta característica no descarta al manganeso en gran cantidad”.
Luego prosigue a otra zeolita de tipo comercial para erradicar manganeso, arsénico y hierro, aunque debido a que inicialmente se anuló el hierro, tendrá mayor afinidad al manganeso. Posteriormente está el carbón activo, que quita olores, sabores y colores, además de modificar el pH, de acuerdo con la norma.
El dispositivo cuenta con una última capa de arena más fina para separar los componentes propios de las zeolitas comerciales; se buscaron aquellas de origen alemán, pero que se distribuyen en México para eliminar el manganeso.
Estos minerales fueron evaluados de acuerdo con su capacidad de intercambio iónico, lo que “nos permite a su vez estimar cuántos miligramos de un metal pueden retirarse por cada gramo de mineral, antes de hacer pruebas para determinar cómo realizar el proceso”.
En el Laboratorio se efectuaron sistemas de filtro del tamaño de una jeringa de 60 mililitros para analizar el tiempo en el que deben estar en contacto el sólido y el agua (cinética de adsorción).
La doctora Cardoso Martínez expuso que los resultados del estudio revelan que “mejoró el aspecto, se eliminó el olor y es bastante transparente, lo que quiere decir que se quitaron los metales que dan el aspecto de agua de tamarindo”. Ambas zeolitas mostraron porcentajes de remoción de 95 a 99 por ciento; la comercial, más eficiente, logró 99 por ciento, con evaluación en pH a 7 y 9.
Un propósito significativo del proyecto es tratar de utilizar materiales económicos que puedan ser replicados a diferentes niveles, por ejemplo, para una universidad o una empresa, adelantando que, como parte de la Comisión de Agua de UAM Sustentable serán instalados –en los edificios “B”, “C” y “D” en la Unidad Iztapalapa– despachadores con estos filtros, con el fin de que la comunidad disminuya el consumo del producto embotellado, ahorre y tenga la confianza de beber líquido de buena calidad, ya que “nosotros nos comprometemos a cuidar los parámetros decisivos que deben ser considerados para que sea potable”.