El Grupo de investigación de Ingeniería y Microbiología del Medio
Ambiente (GEMA) de la UPC ha construido una planta piloto de 30 m3 para
la producción de bioproductos y bioenergía a partir de microalgas
cultivadas en aguas residuales. La planta se ha instalado en el
Agrópolis, un terreno experimental situado en Viladecans que forma parte
del Campus del Baix Llobregat de la UPC.
En la planta de generación de bioproductos que se ha construido en el
Agrópolis, situado en Viladecans, se investiga cómo producir nuevos
recursos energéticos y productos de valor a partir de aguas residuales
agrícolas y domésticas, en el marco del proyecto europeo INCOVER. Este
proyecto incluye la recuperación de energía en forma de biometano y la
obtención de otros productos tales como bioplásticos, fertilizantes
biológicos y agua para riego.
Con capacidad para tratar un volumen de 2.000 a 8.000 litros diarios de
agua residual contaminada, el equivalente al consumo de un edificio
pequeño de viviendas, la planta piloto consta de tres fotobiorreactores
tubulares –sistemas de producción transparentes y cerrados–, de 10 m3
cada uno, alimentados con aguas residuales agrícolas y domésticas que
sirven para el crecimiento de microalgas. Asimismo, incluye un
decantador lamelar que permite separar posteriormente la biomasa del
agua tratada. Una parte de la biomasa es digerida mediante un digestor
anaeróbico de 1 m3 a partir del cual se obtiene biometano, y otra parte
se destina a la acumulación de bioplásticos (polihidroxialcanoats, PHA).
El residuo sólido de esta digestión es estabilizado en un humedal
artificial de 6 m2, construido también en la Agrópolis, donde se
producen biofertilizantes. Por último, el agua tratada en estos
fotobiorreactores es sometida a una ultrafiltración y desinfección
solar, seguida de columnas de adsorción de fósforo. Finalmente, el agua
tratada sirve para reutilizar en cultivos (hasta 250 m2 de campo)
mediante un sistema de riego inteligente.
La riqueza del biometano obtenido es mucho mayor que la que se obtiene
en procesos de digestión convencionales, donde pasa por una columna de
absorción que retiene gases volátiles y otros contaminantes que
disminuyen la riqueza del producto.
Algas para generar bioplásticos
Los investigadores del Grupo de Ingeniería y Microbiología del Medio
Ambiente (GEMMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC),
dirigido por el profesor Joan García, del Departamento de Ingeniería
Civil y Ambiental han experimentado y demostrado la capacidad de cierto
tipo de microalgas –los cianobacterias– para producir y acumular
bioplásticos. Adaptando las condiciones de los fotobiorreactores, se
puede favorecer el aumento de la población de estos organismos, capaces
de sintetizar y acumular bioplásticos en forma de gránulos en el
citoplasma de la célula como reserva de nutrientes. Las propiedades de
estos bioplásticos son muy similares a las de los plásticos
tradicionales que provienen de la industria petroquímica y con la
ventaja de que son totalmente biodegradables. Ahora también investigan
cómo utilizarlos en el mercado de los embalajes y los envases. La
previsión es llegar a conseguir 1,5 kg de bioplásticos al día.
Del tratamiento de residuos a la producción de recursos
La urbanización, el cambio climático, la agricultura intensiva y la
contaminación, entre otros factores derivados de la actividad humana,
suponen una amenaza para los recursos hídricos. Hasta ahora, las aguas
residuales urbanas -siendo las más voluminosas- en el mejor de los casos
se tratan y, una vez tratadas, se vierten al medio. A veces también se
utilizan para regar, pero en pequeños porcentajes. En Cataluña, una de
las comunidades autónomas donde más se reutiliza, tan sólo se aprovecha
un 10% de estas aguas para riego de jardines o para el riego agrícola.
Las aguas de drenaje agrícola son también una grave problemática, ya que
van cargadas de nutrientes, pesticidas y herbicidas.
Actualmente, la escasez y la contaminación del agua es uno de los
principales problemas medioambientales a tratar y la gestión de este
recurso adquiere especial relevancia en países como los de la cuenca del
Mediterráneo. Para hacer frente a este problema se deberían llevar a
cabo diferentes estrategias de tratamiento y reutilización del agua y
hacer un uso responsable.
Por este motivo, la Unión Europea ha puesto en marcha iniciativas para
financiar ideas innovadoras. El proyecto INCOVER se inició en junio de
2016, en el marco del programa Horizon2020, como respuesta a la
necesidad de nuevas soluciones en tratamiento y reutilización del agua.
El principal objetivo es desarrollar tecnologías innovadoras y
sostenibles para el tratamiento de aguas residuales que, a su vez,
generen productos de valor añadido y residuo cero.
Se trata de cambiar el concepto del tratamiento de aguas residuales,
para pasar de una tecnología de tratamiento de residuos en una
tecnología de producción de recursos, contribuyendo, de este modo, a la
generación de una economía circular.
El proyecto INCOVER, coordinado por el Centro Tecnológico Aimen, ha
recibido recientemente el Premio de la Industria del Agua del Reino
Unido ('Water Industry Award 2018'), en la categoría 'Iniciativa de
recuperación y de lodos y recursos' ('Sludge & Resource Recovery').
Fuente: Grupo de Ingeniería y Microbiología del Medio Ambiente (GEMMA)
de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC)
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