《Nature》 publica un artículo sobre un nuevo avance en la tecnología MBBR: cómo un novedoso "soporte en forma de V" resuelve el problema de la obstrucción y revitaliza el mercado de medios de alta densidad.

Recientemente, un equipo de investigación del Instituto Nacional de Ciencia y Tecnología de Ulsan (UNIST) en Corea del Sur publicó un nuevo estudio en *Nature Communications* sobre la optimización estructural de los soportes de los reactores de biopelícula de lecho móvil (MBBR). Los investigadores propusieron un diseño de soporte en forma de V, conocido como la "Estrategia Hidrotopológica", que permite el control activo del proceso de crecimiento de la biopelícula mediante la modificación de las vías internas de fluidos dentro del soporte. Para los profesionales de la industria que han seguido de cerca el desarrollo de la tecnología de bioportadores MBBR, este estudio ha captado la atención no solo por el cambio en la forma del soporte, sino también porque intenta resolver un desafío de ingeniería de larga data: la obstrucción y la reducción de la eficiencia de transferencia de masa causadas por el engrosamiento excesivo de la biopelícula. En los sistemas MBBR tradicionales, a medida que aumenta el tiempo de operación, los microorganismos se adhieren continuamente a la superficie del soporte y forman biopelículas. Después de un período de uso, estas biopelículas se engrosan. De hecho, aunque la biomasa microbiana total en el sistema aumenta —lo que, en teoría, debería mejorar la eficiencia general—, la eficiencia real de difusión de oxígeno y contaminantes en la biopelícula disminuye.

Nos encontramos con un problema similar en nuestro proyecto de tratamiento de aguas residuales de procesamiento de alimentos en el sudeste asiático; después de varios años de operación, la acumulación de biopelícula dentro de los soportes se volvía muy notoria. En muchas plantas de tratamiento de aguas residuales, los soportes MBBR y los aireadores microporosos a menudo necesitan ser lavados o reemplazados después de varios años de operación, lo que representa una tarea importante. Curiosamente, la gestión de la biopelícula a largo plazo se ha convertido en un tema más común en las conversaciones con los clientes que la superficie del soporte por sí sola. Según el equipo de investigación, la novedosa estructura en forma de V altera la trayectoria del flujo de agua dentro del soporte, creando diferentes niveles de esfuerzo cortante hidráulico en distintas zonas. Cuando la biopelícula crece en exceso, un mayor esfuerzo cortante local promueve el desprendimiento de la biopelícula envejecida; por el contrario, en áreas donde se necesita mantener la biomasa activa, se preserva un entorno de adhesión relativamente estable. Los investigadores describen este mecanismo como un método de control de biopelícula con características de "autorregulación". Con base en los resultados experimentales, este diseño muestra un potencial significativo para mantener la estabilidad de la biopelícula y prevenir la obstrucción interna. Sin embargo, aún no está claro si puede mantener un rendimiento equivalente en condiciones de fluctuaciones drásticas en las características de las aguas residuales; se requiere una mayor validación mediante proyectos prácticos para su aceptación en el mercado.

Desde la perspectiva del desarrollo de nuestra industria, esta investigación envía una señal importante: el enfoque competitivo futuro para los soportes MBBR podría estar cambiando de simplemente aumentar el área superficial específica a poner mayor énfasis en el diseño hidrodinámico y las capacidades de gestión de biopelículas. Durante la última década, los esfuerzos de optimización para la mayoría de los productos de soporte MBBR se han centrado en métricas como el área superficial efectiva, la tasa de formación de biopelículas y la resistencia del material. Sin embargo, este estudio sugiere que el control activo del espesor de la biopelícula a través del diseño estructural podría convertirse en una dirección clave para la I+D de soportes de próxima generación. Para los fabricantes de soportes MBBR, esto también implica que los diseños de sistemas futuros pondrán mayor énfasis en la sinergia entre el soporte y el sistema de aireación. Sin embargo, una pregunta práctica sigue sin respuesta: ¿se pueden fabricar geometrías internas tan complejas a escala de manera rentable? Hemos observado que en los últimos años, un número creciente de clientes de sistemas de acuicultura de recirculación (RAS), proyectos de mejora de aguas residuales industriales y proyectos de tratamiento de aguas residuales municipales de alta carga han comenzado a centrarse en la estabilidad operativa a mayores densidades de empaque. A medida que aumenta la densidad de empaquetamiento, los problemas de transferencia de masa y obstrucción que enfrentan los soportes tradicionales se vuelven más evidentes. El valor de la investigación sobre soportes en forma de V radica no solo en proponer un nuevo diseño estructural, sino también en brindar un nuevo enfoque técnico para el desarrollo futuro de sistemas MBBR de alta densidad.