El laboratorio de Stanford construye un agua

A medida que el oeste de Estados Unidos enfrenta una sequía sin precedentes, una solución prometedora es la expansión de los programas y la tecnología de reciclaje de agua. El Centro de Recuperación de Recursos William and Cloy Codiga de Stanford (CR2C) se ha visto impulsado por la demanda de soluciones y continúa expandiéndose a medida que lleva a cabo su misión de investigar la recuperación y el reciclaje de recursos de agua y energía.

En los últimos años, los sistemas de agua en el oeste de los Estados Unidos se han visto sometidos a una presión cada vez mayor, lo que culminó en la grave sequía actual. Los recursos hídricos son escasos en Occidente y, sin embargo, la población sigue creciendo, lo que lleva a una búsqueda urgente de soluciones sostenibles.

"El hecho de que estemos de vuelta en una sequía un par de años después de haber estado en una sequía severa, es problemático y es un problema real", dijo Newsha Ajami, directora de Política de Agua Urbana en el programa Water in the West de Stanford. . "Es un tema realmente problemático, especialmente porque estamos experimentando sequías más secas y cálidas que antes".

Pero debido a la historia de la sequía, la mayoría de las jurisdicciones en California han abordado "la fruta al alcance de la mano" en términos de conservación del agua, dijo el director ejecutivo de CR2C, Sebastien Tilmans MS '10 Ph.D. '15 dijo. Entonces, la solución no es simplemente reducir más el uso de agua, ya que gran parte de la demanda actual de agua es bastante rígida; en cambio, el reciclaje de agua, dijo Tilmans, es fundamental para un sistema de agua sostenible a largo plazo.

Pero la financiación y las regulaciones están rezagadas. Muchos sistemas actuales de reciclaje de agua en California, incluidos muchos que se construyeron alrededor de la aprobación de la Ley de Agua Limpia en 1972, se acercan o superan el final de sus ciclos de vida. Más importante aún, utilizan tecnología que consume una cantidad significativa de electricidad para funcionar. Y en esta deficiencia es donde entran las iniciativas de investigación de CR2C.

CR2C es un centro de investigación activo en el campus de Stanford, escondido detrás de una estación de policía y un banco. Consiste en una colección sin pretensiones de pasillos, tuberías de colores, tanques y medidores, todos protegidos de los elementos por un dosel de metal. Los tanques y las tuberías permiten la experimentación activa con aguas residuales reales que se extraen de la producción de aguas residuales de Stanford.

Cualquier material resultante de los experimentos se vuelve a insertar en el flujo regular de aguas residuales de Stanford, que fluye a la planta de tratamiento de aguas residuales de Palo Alto para ser tratado como aguas residuales normales. Aunque todo lo que CR2C produce actualmente en sus tanques es estrictamente para fines de investigación, el objetivo final sería que las aguas residuales tratadas mediante los procesos que CR2C está probando se reutilicen en sistemas de agua reales.

La investigación realizada en CR2C varía, pero la estrella brillante del programa es un proyecto que prueba nuevos métodos anaeróbicos biológicos de tratamiento de aguas residuales. Actualmente, dicho tratamiento biológico es comúnmente aeróbico, hecho usando tipos de bacterias que requieren que el oxígeno sea bombeado constantemente. Este proceso utiliza una gran cantidad de energía y produce subproductos indeseables, incluido el dióxido de carbono.

El tratamiento anaeróbico, que no requiere oxígeno, normalmente se considera demasiado lento para un uso comercial a gran escala. Pero el sistema anaeróbico que CR2C está probando, llamado biorreactor de membrana fluidizada anaeróbica por etapas (SAF-MBR), no solo no requiere bombeo de oxígeno, sino que incluso produce metano, que luego puede usarse para producir energía.

Según Tilmans, a diferencia de las plantas de tratamiento comunes que consumen mucha electricidad en la actualidad, la producción de energía modelada al quemar el metano producido en una instalación SAF-MBR es mayor que la energía que se necesita para hacer funcionar el sistema a escala completa.

"Se podría ver un futuro en el que estas plantas de tratamiento podrían convertirse en plantas de energía verde", dijo Tilmans. "Así que no solo estás produciendo agua limpia, sino que también estás produciendo energía renovable".

Como una extensión de la prueba SAF-MBR, CR2C se asoció recientemente con Silicon Valley Clean Water, un grupo de tratamiento de aguas residuales en el Área de la Bahía, para construir un sitio de tratamiento de prueba secundario en Redwood City. Este segundo sitio es esencialmente una versión más grande de la que se encuentra en el campus de Stanford, construido para realizar más experimentos a mayor escala.

Ese sistema de Redwood City entró en funcionamiento a principios de este año y el SAF-MBR ha tenido resultados prometedores. Funcionando a plena capacidad desde el mes pasado, la calidad del agua resultante alcanzó el nivel objetivo.

En este momento, las aguas residuales se recuperan solo hasta el punto en que es seguro liberarlas al medio ambiente. La siguiente fase en la investigación es probar tecnologías que CR2C espera que puedan llevar las aguas residuales hasta la calidad potable.

La sequía actual en el Oeste está acelerando de manera excepcional la urgencia del tipo de trabajo que está realizando CR2C. Aunque la sequía es un hecho común en la región, esta vez las reservas de agua tradicionales, como la capa de nieve, las cuencas de agua subterránea y los embalses, no tuvieron la oportunidad de recuperarse entre sequías como lo hacen normalmente, según Ajami del programa Water in the West.

“Debido a que estábamos en una sequía, salimos y luego, un par de años después, volvimos a estar en ella nuevamente, nuestro sistema no se ha recuperado por completo”, dijo Ajami. "Definitivamente está probando la resistencia de nuestro entorno, nuestro sistema en su conjunto".

Probar esa resiliencia es donde entra en juego la recuperación de aguas residuales, y CR2C espera mostrar su potencial. "Estamos tratando de transformar las perspectivas de las personas sobre las aguas residuales para que dejen de ser un desecho peligroso que debe mitigarse y se piense en ellas como un mineral que debe purificarse", dijo Tilmans.

"Considero que el reciclaje de agua es fundamental para nuestra estrategia en California, y creo que no se trata de si vamos a reciclar el agua, sino de cuándo y cómo", agregó.

La Universidad tampoco es inmune a la sequía y está pensando críticamente sobre estas cuestiones de conservación y gestión del agua, especialmente porque la Universidad tiene planes de expansión. El uso de agua ha disminuido de 2,5 millones de galones por día en 2000 a 1,5 millones de galones por día ahora.

Pero como dijo Tilmans sobre los municipios de California, "se lograron ahorros 'fáciles'", como escribió en un correo electrónico Tom Zigterman, director senior de Recursos Hídricos e Infraestructura Civil de Stanford. "Pero podemos hacer aún más", agregó, y enumeró planes que van desde la captura de aguas pluviales hasta el uso de agua de lago no potable para riego como caminos que la Universidad está siguiendo para mitigar aún más las condiciones de sequía.

Tilmans y CR2C esperan poder estar en esa lista; ha habido conversaciones con la Universidad sobre una asociación para construir una instalación de reciclaje de agua a gran escala en el campus. Pero hasta el momento, la Universidad no ha hecho ningún compromiso.

Tilmans tiene la esperanza de que Stanford finalmente dé el salto.

"En el mundo de hoy, es algo necesario, es lo más prudente", dijo sobre la implementación de programas sólidos de reciclaje de agua. "Creemos que este es sin duda el camino correcto a seguir, y básicamente permitiría que Stanford continúe liderando en cuestiones de sostenibilidad al demostrar un camino a seguir".

Este artículo se ha corregido para aclarar que el objetivo final de CR2C de reinsertar el agua tratada en los suministros de agua no está específicamente relacionado con el sistema de agua de Stanford y para reflejar que, si bien el uso de agua de la Universidad ha disminuido, ningún edificio del campus usa aguas grises para inodoros o cualquier otra cosa. otro uso

Evan Peng '22 es escritor de noticias y ex editor de revista y editor gerente de fotografía. Él es de San Diego, CA (¡Vamos Padres!) y estudia lingüística. Encuéntralo en Instagram @evan.png o en Twitter @thepngfile.