Contaminación bajo los focos de LED

El uso de la luz ultravioleta para la desinfección de aguas residuales ha crecido significativamente en las últimas décadas y se ha incorporado a diferentes instalaciones dedicadas a esta actividad. Un equipo de profesores investigadores del Campus de Soria, perteneciente a la Universidad de Valladolid, ha dado un paso más allá para que estos sistemas sean más eficientes, es decir, con menor coste energético conseguir mejorar los niveles de desinfección. Esto lo quieren lograr con el cambio del tipo de lámparas. En su investigación proponen la sustitución de los fluorescentes convencionales por LED (Light Emitting Diode).

La luz ultravioleta se caracteriza por tener mucha energía, lo que aplicada en procesos de depuración terciaria permite eliminar la contaminación química y biológica y así obtener aguas que pueden volver a ser reutilizadas. Las plantas que en la actualidad llevan a cabo este tipo de desinfección tienen instalados sistemas que registran un importante gasto energético. Normalmente para la obtención de esta luz ultravioleta, las instalaciones dedicadas a la depuración tienen incorporados fluorescentes, pero «las lámparas LED son más eficientes energéticamente», explica Ignacio de Godos, uno de los miembros del equipo multidisciplinar de investigadores.

Este equipo de expertos, pertenecientes a la Escuela de Ingeniería Forestal, Agronómica y de Bioenergía (EiFAB), han diseñado unas lámparas que incorporan LED con las que se consiguen «rendimientos mejores», puntualiza de Godos.  El sistema está basado en LED ultravioleta con los que se pueden variar la intensidad de esta luz y las longitudes de onda y así poderlos adaptar a diferentes tipos de contaminación.

Las posibilidades que ofrece el LED frente a la luz ultravioleta convencional de los fluorescentes es lo que ha llevado a este grupo de expertos a buscar soluciones para este campo encaminadas a mejorar sustancialmente los equipos que se emplean en la actualidad y «que son más inespecíficos, más costosos desde el punto de vista energético y también generarán más residuos al final de su vida útil», aclara De Godos.

La precisión de luz que se consigue con las lámparas led no la ofrecen los fluorescentes convencionales. Las primeras permiten definir la luz para matar determinados microorganismos e incluso  con ellas se puede hacer combinaciones de luces contra un contaminante determinado. En definitiva se puede realizar una desinfección a la carta. Otra de las ventajas que valora esta investigación es la posibilidad de usar la luz ultravioleta de los led que es menos contaminante que la de los fluorescentes, al no tener vapor de mercurio  y además su vida útil es mayor.

La idea para comenzar a trabajar en este proyecto surgió a finales de 2018 y a lo largo del año pasado  entre un grupo  de profesores de la EiFAB, Ignacio de Godos (departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente), Víctor Alonso (departamento de Física Aplicada), María Daphne Hermosilla, Antonio María Gascó (departamento de Ingeniería Agrícola). En la investigación también han participado estudiantes del máster de Ingeniería de la Bioenergía y Sostenibilidad Energética, que imparte la escuela.

La colaboración del alumnado ha sido muy importante para hacer el trabajo experimental en el laboratorio que ha permitido validar muestras de agua contaminada  que fueron sometidas a irradiaciones de luz de led ultravioleta. De esta manera se ha podido medir la velocidad a la que desaparece la contaminación y la cantidad de energía que se emplea en este proceso. Los investigadores han sacado una correlación de la energía empleada por metros cúbicos de agua tratada. «Los resultados han sido bastante buenos», explica Ignacio de Godos, quien asegura que el empleo de la luz ultravioleta de los led es «mucho más efectiva» que la de las lámparas fluorescentes. Este equipo de investigadores quiere continuar con la fase experimental que les permita recopilar y cotejar más datos.

Para validar las muestras de agua que han analizado, uno de los profesores hizo las lámparas y los circuitos led y montó el dispositivo utilizado. Tras los resultados obtenidos  el equipo ha solicitado una ayuda a la UVa para realizar un prototipo del aparato que han diseñado, así como han pedido una beca para un estudiante, con el objetivo de seguir trabajando en los próximos años, «seguimos experimentando para mejorar el diseño inicial» , significa de Godos.

Esta línea de investigación se enmarca en la necesidad de regenerar las aguas residuales con el objetivo de ofrecer soluciones eficientes, «porque en muchas depuradoras no se hace el tratamiento terciario por el coste energético», puntualiza de Godos, quien agrega que esta innovación, además de reducir los costes de operación y obtener agua desinfectada a un precio más barato, «se podrían plantear actuaciones que antes no se contemplaban y reducir el consumo global del agua», explica el experto, quien reflexiona sobre el futuro, «aunque en algunas partes de España todavía no hay un déficit hídrico severo y no urge reutilizar las aguas residuales», dice, «los problemas de sequía son cada vez más evidentes en la última década y reutilizar el agua depurada será una solución».

En el marco de este trabajo los expertos están evaluando aplicar esta idea a otros usos aparte de la depuración de aguas residuales, como los procesos de desinfección de superficies o la eliminación de contaminantes que emiten determinadas industrias químicas.

La Fundación Universidades y Enseñanzas Superiores de Castilla y León ha concedido  al dispositivo que han creado los investigadores del campus soriano y que han bautizado con el nombre ‘LEDmeClean’ el premio de ‘Idea innovadora de negocio’