Biofactorías: el ejemplo del agua para la economía circular

Biofactorías: el ejemplo del agua para la economía circular

La implantación de desarrollos tecnológicos ha permitido un cambio de paradigma que está transformando las viejas depuradoras en unidades autosuficientes energéticamente que, en vez de consumir recursos, dan una segunda vida al agua y revalorizan los residuos

María Santos
Madrid | 26 noviembre, 2019

Tiempo de lectura: 8 min



España cuenta con cerca de 2.000 estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR), que tratan un volumen de agua residual de 4.097 hm3/año, lo que supone un total de 102 m3 de agua residual depurada por habitante y año.

En el siglo XX se definió el concepto de plantas de tratamiento como aquellas estructuras y procesos que permitían eliminar las aguas residuales de los ríos recuperando su calidad biológica y mejorando la salud de las personas.

El ciclo del agua: motor del cambio

El actual contexto de cambio climático y la implantación de nuevos desarrollos tecnológicos, donde administración, ciencia y empresas han formado un tándem colaborativo, han permitido transformar esa gestión lineal de las aguas residuales en un sistema circular, donde las biofactorías del siglo XXI consiguen reutilizar el agua regenerada para usos agrícolas, urbanos, industriales y ambientales.

Producen la energía que consumen y hasta permiten obtener un superávit energético mediante calor, energía fotovoltáica, generación hidraúlica, bioplásticos, hidrógeno, cogeneración, combustible para cementeras, nitrógeno, compost, fertilizantes como estruvita para una agricultura más sostenible, biocombustibles y biogás.

El concepto de biofactoría está legitimado por los ODS 6, 7, 9, 11, 13 y 15

Este nuevo paradigma, que convierte las biofactorías en un gran ejemplo de la circularidad a partir de la gestión del recurso más valioso para el planeta, el agua, se enmarca no solo en el reto de adaptar las ciudades al cambio climático sino que está alineado con los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS), aprobados en 2015 por Naciones Unidas para impulsar, con espíritu colaborativo, una mejora en la vida de las generaciones futuras.

 Tecnología para un ciclo infinito del agua

Gumersindo Feijoo Costa, catedrático de Ingeniería Química de la Universidad de Santiago de Compostela (USC), destaca el papel esencial del agua en las ciudades del futuro y establece un símil entre el funcionamiento del cuerpo humano y el ciclo de los recursos hídricos.

En un contexto de déficit hídrico cada vez más acusado como el que pronostican todas las estimaciones científicas es fundamental aplicar el principio “Multi R”. En ese sentido, Feijoo afirma que “es necesaria una visión global, ver el bosque en vez de un solo árbol. Este sistema habla de reparar, repensar y reciclar, intentando buscar la sostenibilidad de las ciudades españolas”.

Feijoo insiste en que buscar recursos hídricos alternativos obliga a plantearse la posibilidad de reutilizar, en un futuro, el agua para su consumo.

“Hoy en día, en el ciclo del agua, tenemos la extracción, la potabilización, el transporte, el alcantarillado, etc. En California lo que están intentando es tener un sistema como la estación espacial, que tiene un circuito cerrado. La clave es que tecnológicamente es posible, pero socialmente la percepción no es positiva”, señala.

“El 90% del agua en el mundo es salada; y el 99% del agua dulce es subterránea o glaciar, por tanto solo hay un 0,07% de agua superficial disponible. Sólo si la innovación y la tecnología se ponen al servicio de la eficiencia seremos capaces de abordar el reto de la gestión de los recursos hídricos”

En España está prohibida la reutilización de agua para consumo humano. Wolfgang Gernjak, profesor de investigación ICREA en ICRA, señala para El Ágora que uno de los factores que tendrá importancia en el recorrido del uso potable de las aguas regeneradas será la percepción o la aceptación de la sociedad sobre el consumo de estas aguas.

Gernjak considera que internacionalmente el uso del agua regenerada para uso potable ha aumentado considerablemente en los últimos años.

Es una práctica que, correctamente gestionada, puede ser implementada de un modo seguro y contribuye sustancialmente al sistema de abastecimiento de recursos hídricos a ciudades en todo el mundo con climatologías semejantes a España.

Todos los estudios realizados a nivel europeo apuntan a que España es el país con mayor potencial de reutilización de agua.

De hecho, nuestro país es ya el que más reutiliza de toda la Unión Europea.

Minas urbanas y fábricas de vida

Pero las biofactorías no sólo reciclan y regeneran el agua sino que consiguen valorizar todo lo que hasta ahora era residuo para convertirlo en recursos renovables via energía, combustible y fertilizantes para una agricultura sostenible.

Nitrógeno y fósforo

Recuperar nitrógeno y fósforo de las aguas residuales es otra de las virtudes de las nuevas biofactorías que perite la reducir la eutrofización del medio acuático, a la vez que beneficia al sector agrícola con un menor coste asociado a la producción de fertilizantes.

El Centro Tecnológico del Agua, Cetaqua coordinó el proyecto Europeo LIFE NECOVERY que busca convertir las depuradoras de aguas residuales en centros de generación de recursos energéticos y nutrientes.

Hasta ahora se calcula que en Europa occidental tan solo se puede recuperar mediante digestión anaeróbica entre un 20% y un 35% de la energía consumida por las EDAR. Con respecto a los nutrientes, la mayoría de las EDAR ponen más énfasis en su eliminación que en su recuperación.

El proyecto europeo, liderado por CETAQUA, se centró concretamente en la aplicación de tecnologías para la recuperación de nitrógeno de la línea de aguas de depuración con el objetivo principal de aumentar su eficiencia energética y demostraron que se puede aumentar hasta 30 veces la concentración de nitrógeno (amoníaco) y un elevado pH para producir las sales de amonio que se emplean como fertilizantes.

Por otro lado, está el fósforo, un recurso natural no renovable que mayoritariamente recuperamos a partir de la estruvita, mineral fosfático que aporta al suelo magnesio, nitrógeno y fósforo sin liberar los metales pesados presentes en los fertilizantes sintéticos.

En algunos países como España aún no está aceptada legalmente su aplicación, a pesar de que la tecnología necesaria existe, como en el caso de Phosphogreen™ del grupo Suez, del que ya existen referentes industriales en Dinamarca.

Visita del equipo Life Enrich a la planta piloto

En esta misma línea el proyecto LIFE ENRICH tratará en lo próximos meses de demostrar científicamente mediante una planta piloto instalada en la EDAR de Murcia Este que la recuperación de nitrógeno y fósforo a partir del agua residual para su uso como fertilizantes es técnica, económica y ambientalmente viable.

De hecho, mucho más allá de comprobar la eficiencia en la recuperación de fósforo (los datos existentes demuestran que es posible recuperar hasta 45% de fósforo vía estruvita), se pretende demostrar su valor agronómico en campos de cultivo reales, además de implementar un modelo de negocio que ayude a concretizar esta puerta a la economía circular.

En este sentido Miguel Ángel Gálvez de Canal de Isabel II, durante su participación en unas recientes jornadas sobre los retos y perspectivas de los servicios del ciclo urbano del agua, organizadas por el Colegio de Ingenieros de caminos, Canales y Puertos y la Asociación Española de Abastecimientos de Agua y Saneamiento (AEAS), destacó que el consumo de fósforo (estruvita) no ha parado de aumentar, se extrae a través de minería y la agricultura es una gran demandante de fósforo.

“Se trata un material indispensable y no hay elemento químico que lo sustituya. Así, en las depuradoras se ha democratizado el fósforo, extraído de las aguas residuales, convirtiendo a cada gran cuidad en un yacimiento”.

La alternativa sostenible a los combustibles fósiles: el biometano

La extinción de los combustibles fósiles y dar solución a la contaminación de la atmósfera también nos la ofrecen las biofactorías del siglo XXI en forma de biometano, una solución integral que evita el cambio climático y reduce la contaminación del aire en las ciudades contribuyendo con la salud y el bienestar urbano.

Los lodos obtenidos por las biofactorías permiten la obtención de biometano,, que posee todas las propiedades del gas natural y en seco estos lodos tienen un poder calorífico similar a un carbón tipo lignito pardo por lo que se convierten en un combustible esencial para la industria cementera, incluso tienen uso agrícola y como material de construcción.

El biometano es un gas renovable que se obtienen a partir de residuos y biomasa y que, una vez tratado, tiene las mismas cualidades que el gas natural y es directamente inyectable en la red de gaseoductos o apto para ser utilizado como carburante en automoción.

Este gas contribuye a una energía baja en carbono ya que 1 bcm de biometano recuperado de la biodegradación de la materia orgánica evita 16 Mt CO2 eq netas a la atmósfera, que equivaldrían al 30% del objetivo de reducción de CO2 de los sectores difusos, según datos de la Asociación Española del Gas (Sedigas).

España no debería perder la oportunidad que ofrece el gas renovable, que aúna todos los beneficios que ya aporta el gas natural como mejor combustible convencional, los propios de una energía renovable que se ajusta a los requerimientos de la economía circular.

Xavier Iraegui de Aigües de Barcelona entiende que esta circularidad aplicada a las biofactorías las convierte en auténticas “minas urbanas de las que como en el caso del ibérico se aprovechan hasta los andares, en las que el lomo sería el agua regenerada que producen, pero que además las permite ser autónomas en generación de energía, es decir producen la energía que consumen y hasta permiten obtener un superhábit energético en ocasiones mediante calor, energía fotovoltaica, generación hidraúlica, bioplásticos, hidrógeno, cogeneración, combustible para cementeras, nitrógeno, compost, fertilizantes como estruvita para una agricultura más sostenible, biocombustibles y biogás”.

El uso de este biogás ya es una realidad a partir del pasado 10 de octubre, fecha en que se produjo de hecho la primera inyección de gas obtenido a partir de la planta piloto de creación de gas renovable (metanación) en la Estación depuradora de Sabadell (Barcelona), compatible con el gas natural.

Otros casos de éxito

EDAR Ourense

El pasado mes de septiembre comenzó su andadura el proyecto Biofactoría, de la unidad mixta (privada-pública) en la que están involucrados Viaqua, el Centro Galego de Investigacións da Auga (Cetaqua) y la Xunta de Galicia.

Este proyecto, que contará con una inversión de 1,86 millones de euros, convertirá los restos que llegan a la depuradora de Ourense en plásticos, aditivos para la industria química o adhesivos, entre otros productos que demandan en la actualidad muchas empresas, que huyen de los derivados del petróleo.

El proyecto, que se extenderá hasta el 2021 y servirá para probar en la estación depuradora de la ciudad un prototipo demostrativo de las tecnologías ya desarrolladas en laboratorios, que permitirá avanzar, además, en la obtención de energías a partir de los residuos del agua.

Biofactoría Sur de Granada

Biofactoría Sur de Granada, gestionada por Emasagra

En Granada, Emasagra, la empresa municipal de abastecimiento y saneamiento (participada por el Ayuntamiento y por Hidralia), ha transformado dos antiguas estaciones depuradoras de agua (EDARs) en las biofactorías Sur y Vados, dos instalaciones de última generación .

En lugar de consumir energía externa y producir toneladas de residuos inservibles, usan las arenas, los fangos y las grasas para elaborar compost, un abono orgánico de gran calidad.

Reutilizan el agua para fines agrícolas en un área con estrés hídrico y producen biogás para autoabastecer las plantas, así como a una flota de vehículos eléctricos.

Su tasa de eliminación de contaminantes se ha situado entre el 93,5 y el 98%.

EDAR Prat de Llobregat

Biofactoria Baix Llobregat AGBAR (II)

Aigües de Barcelona, que abastece a los municipios del área metropolitana de Barcelona y es puntera en su apuesta por la sostenibilidad está transformando la EDAR del Prat de Llobregat en una biofactoría que cubrirá el 100% de sus necesidades energéticas a base de biogás, procedente de lodos, y energía solar a través de paneles solares, con un balance cero de emisiones de CO2.

La Biofactoría Gran Santiago recibió el premio "Impulso para el cambio" de Naciones Unidas

La apuesta por el modelo de biofactorías ha recibido un reconocimiento mundial con el premio Momentum for Change de la Organización de las Naciones Unidas (ONU).

Esta institución internacional ha premiado, en concreto, la iniciativa desarrollada por la empresa Aguas Andinas, perteneciente al Grupo SUEZ, que ha transformado en biofactorías tres plantas de tratamiento de agua tradicionales de Santiago de Chile. El galardón se entregó en la pasada cumbre del clima celebrada en Katowice (Polonia).

Se trata de un reconocimiento a su Biofactoría Gran Santiago, resultado de la transformación de las plantas de descontaminación de aguas residuales en generadoras de gas natural, electricidad, abono orgánico para suelos y agua reutilizable para uso industrial y agrícola.

Biofactoria Gran Santiago Aguas Andinas (Chile)

El premio, denominado “Impulso para el Cambio “, lo conceden las Naciones Unidas a soluciones para el cambio climático, resaltando aquellas que puedan ser replicadas en otros lugares del mundo.

El reconocimiento que recibió Aguas Andinas se enmarca en la categoría “Salud Planetaria”.

El nuevo modelo de depuradoras de aguas residuales iniciado por el Grupo Suez, al que pertenece Aguas Andina, se basa en la economía circular, se lleva a cabo aplicando tres criterios: la reutilización del agua, la generación de energías renovables y la valorización de residuos.

España es un referente importante en el progreso de este modelo, que se está materializando con éxito en Granada y Barcelona, y se proyecta poder extenderlo progresivamente a otras zonas con el objetivo de alcanzar el residuo cero y la autosuficiencia energética en las instalaciones.



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