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A menudo imaginamos las lagunas contaminadas como superficies oscuras, malolientes, carentes de vida acuática y de otras especies a su alrededor. Sin embargo, la realidad puede ser mucho más compleja. Una laguna puede estar profundamente afectada más allá de lo que indican las señales visibles, e incluso albergar especies como tortugas y aves acuáticas. Esto es precisamente lo que sucede en la laguna de oxidación de la comunidad de San Juan de Abajo, en Bahía de Banderas, Nayarit.
En entrevista para Entre Saberes, Yenni Velázquez Galván, académica del Departamento de Matemáticas y Física del ITESO, explica que las lagunas de oxidación son cuerpos de agua artificial destinados al tratamiento primario de aguas residuales. En el caso de la laguna de San Juan, esta recoge todas las aguas residuales de la comunidad, tanto domésticas como aquellas que contienen contaminantes de los cultivos locales, entre ellos la sandía, de la cual la comunidad es una de las principales productoras de la región.
Esta laguna es de interés para el proyecto multidisciplinario San Juan Sustentable, que reúne a integrantes de su comunidad, estudiantes del ITESO —por medio de los Proyectos de Aplicación Profesional (PAP)—, así como a programas de posgrado del Departamento de Hábitat y Desarrollo Urbano del ITESO y de otras instituciones. A partir de este esfuerzo colectivo se busca restaurar la laguna y devolverla a la comunidad como un espacio de esparcimiento y encuentro.
¿Cómo se determina la calidad del agua en la laguna?
Para conocer la calidad del agua y los elementos que contiene, se realiza un análisis mediante microscopía electrónica, una técnica que permite observar las muestras con gran nivel de detalle. Este equipo cuenta con un detector especializado, llamado EDS, que ayuda a identificar los distintos elementos químicos presentes en el agua a partir de la forma en que interactúan con los rayos X. Gracias a este procedimiento, fue posible identificar con mayor precisión la composición del agua y detectar la presencia de posibles contaminantes.
Los análisis revelaron la presencia de metales altamente contaminantes, como el indio y el silicio, asociados al depósito de residuos electrónicos que la propia comunidad vierte en la laguna. Además, la demanda química de oxígeno (DQO) —un indicador que permite estimar la cantidad de materia contaminante en el agua— mostró que hay niveles muy elevados de materia contaminante: más de 4 mil miligramos por litro de agua, cuando la norma establecida por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMANART) fija un máximo de 140 miligramos por litro.
En general, el agua está en condiciones críticas, con mal olor, niveles inadecuados de pH y una alta concentración de contaminantes, lo que refuerza la necesidad de implementar acciones urgentes para su recuperación. ¿La buena noticia? Los propios residuos agroindustriales de la comunidad pueden aprovecharse para limpiar el agua de la laguna, una vez que se transforman en un material llamado biocarbón.
El biocarbón y el proceso de biorremediación
Velázquez comenta que, con estudiantes del PAP “Nanotecnología con impacto en la industria”, ya se trabajaba en el desarrollo de soluciones sustentables a partir de residuos orgánicos generados en procesos productivos, para aplicarlos al tratamiento de aguas residuales. De este trabajo colaborativo surgió la reflexión y la pregunta: “Si ya lo estamos haciendo con los residuos de la industria, ¿por qué no intentarlo con los de la comunidad de San Juan?”
El biocarbón es un material con alta capacidad de absorción de contaminantes presentes a su alrededor. Por eso, desde la nanotecnología, como disciplina científica, se estudian las propiedades de las fibras naturales para identificar las características que necesitan transformarse para convertirlas en biocarbón. A través de un proceso térmico, estas fibras desarrollan una gran cantidad de poros —como los de una esponja— en los que se alojan los contaminantes; luego, todas esas fibras se procesan hasta volverse muy finas y convertirse en carbón.
La académica comparte que, en el invernadero de germinación del Huerto Agroecológico Universitario, ya realizaron pruebas con residuos de sandía y maíz de la producción de San Juan, con resultados iniciales favorables. Para esto, el biocarbón se coloca en agua y se mantiene en agitación constante durante dos horas, hasta alcanzar su punto máximo de absorción. Enseguida se retira el biocarbón y se analiza nuevamente el agua para determinar el grado de reducción de la contaminación.
Este procedimiento se conoce como biorremediación, permite reducir casi el 90 % de los contaminantes —ya sea orgánicos, inorgánicos o metálicos—, eliminar el mal olor y restablecer el pH del agua a parámetros saludables.
Los desafíos de las condiciones naturales de la laguna
Aunque la laguna, de manera natural, no presenta este tipo de agitación, la simulación en el laboratorio les ha dado pistas para pensar en un prototipo que permita otras posibles aplicaciones. Una de las propuestas consiste en colocar una placa con biocarbón en el punto de entrada del agua a la laguna, de modo que los contaminantes queden retenidos desde el inicio. Otra opción es usar boyas flotantes, elaboradas con una especie de tela que contenga el biocarbón en su interior y que, al mantenerse a flote, capture los contaminantes de forma casi natural, con el simple movimiento del agua. Sin embargo, Velázquez advierte que, por ahora, todo el trabajo se ha realizado a escala de laboratorio:
“Pasar de un prototipo a un diseño que se instale directamente en la laguna es un proceso complejo. En primavera, a partir de un trabajo multidisciplinario dentro del PAP con estudiantes de ingeniería en Nanotecnología, Química, y Biotecnología, se realizará una prueba a pequeña escala. El objetivo es simular condiciones más realistas a las de la laguna, para obtener resultados más certeros, y avanzar hacia el desarrollo de un modelo que pueda instalarse directamente en el sitio”.
La clave: involucrar a todos los actores
La aplicación de biocarbón en la laguna de San Juan no solo generaría beneficios positivos en este cuerpo de agua artificial. Como explica la académica en entrevista, también podría implementarse un circuito de aprovechamiento de residuos que contribuya a limpiar el agua y, al mismo tiempo, reduzca la contaminación del aire y de los suelos asociada a las emisiones de dióxido de carbono que emiten los residuos agroindustriales. En lugar de convertirse en un nuevo residuo, el biocarbón —al “atrapar” contaminantes orgánicos como potasio, fósforo, magnesio, y metales como el hierro, que suelen utilizarse como nutrientes para que crezcan las plantas— podría reincorporarse a los propios cultivos de la comunidad en forma de fertilizante y así cerrar un ciclo sustentable de aprovechamiento de recursos.
Las posibilidades no se quedan ahí. También se explora el modo de replicar esta tecnología del biocarbón en algunos arroyos de la comunidad, aprovechando el flujo natural del agua para realizar procesos de filtrado que le permita a la población convivir de manera más cercana y segura con el agua. Sin embargo, Velázquez advierte que ninguna de estas acciones se puede realizar, el proceso de biorremediación tendrá un impacto significativo si no se trabaja en conjunto:
“La tecnología, por sí sola, es limitada. Si no se explica el nivel de contaminación de la laguna y la importancia de evitar arrojar todas las aguas residuales y desechos electrónicos a la laguna, no habrá un cambio real. Para que la tecnología funcione y tenga impacto, la comunidad, la industria y gobiernos deben sumarse a la solución de esta problemática”.
Aunque es necesario realizar más pruebas para producir biocarbón con los residuos de la sandía y el maíz producido en la comunidad y, con esto, limpiar la laguna, la apuesta de la académica y de sus estudiantes es clara: desarrollar una tecnología que sea fácil de aplicar y de adoptar por la propia población. De esta manera, los beneficios no se limitarían a mejorar la calidad del agua, sino que también impulsarían el aprovechamiento circular de los residuos, fortalecerían la agricultura local y contribuirían a un manejo más integral del paisaje.
En palabras de Velázquez:
“Si aun en las condiciones actuales de la laguna existe biodiversidad, al mejorar la calidad del agua esta aumentaría todavía más. La comunidad no solo ganaría un espacio para la convivencia, sino también la posibilidad de convertirlo en un sitio de turismo local sustentable que generará beneficios económicos para quienes viven ahí”.
