Nuestro planeta, la Tierra tiene unos límites físicos, biológicos y geológicos, una determinada cantidad de recursos que podemos consumir anualmente sin comprometer el suministro al año siguiente. Cada año esa capacidad se completa antes de que se cumplan los 12 meses. Es lo que los expertos llaman sobrecapacidad planetaria y tiene consecuencias en la sostenibilidad del planeta.

Hoy por hoy necesitamos 1,75 tierras al año para vivir como vivimos. Pero si todo el planeta consumiese como el estadounidense medio, necesitaríamos 5,1 planetas. Y si lo hiciésemos como los españoles, 2,8 tierras.

El modelo económico actual es un modelo lineal, basado en “tomar-fabricar-consumir-eliminar”.  Este modelo es agresivo con el medio ambiente y agotará, de seguir así, las fuentes de suministro, tanto materiales como energéticas.

Por esto, es imprescindible un cambio de paradigma que nos lleve a un modelo de producción circular, que maximice los recursos disponibles, tanto materiales como energéticos reduciendo al máximo la generación de residuos y a aprovechando aquellos cuya generación no se haya podido evitar.

Un modelo que el sector del agua ha sabido moldear y hacer suyo para exportar con éxito a otros sectores a la hora de convertir residuos en recursos para lograr una economía circular , según explica para El Ágora Celia Castro, responsable técnica del área Biofactoría y recuperación de recursos en Cetaqua.

«La biofactoría es un elemento que sustituye la tradicional planta depuradora y se posiciona como una nueva instalación generadora de recursos de valor”

Castro ve en las biofactorías, una evolución circular de las depuradoras de aguas residuales, “una herramienta de sostenibilidad que no sólo permite avanzar al sector del agua urbana hacia el residuo cero, sino que, además,  impulsa la descarbonización y favorece la eficiencia energética”.

El modelo de biofactoría “justamente lo que pretende es pasar de un modelo lineal a un modelo circular. Recuperar y aprovechar todo lo que está contenido en el ciclo integral del agua para darle una segunda vida y aprovechar todos los subproductos, hasta ahora residuos, para acercarnos al residuo cero y depender menos de recursos externos , al tiempo que favorecemos la eficiencia energética de nuestras plantas contribuyendo a la descarbonización de nuestros procesos”.

Para Celia Castro esta apuesta, que ha permitido pasar de la mera depuración de aguas a valorizar todos los residuos contenidos en las aguas residuales, se apoya en tres pilares. Por un lado, la producción de aguas regeneradas de calidad que enriquecen el mix hidrológico reduciendo la dependencia de las fuentes convencionales de agua dulce.

“Estas aguas cada vez tendrán más usos hasta completar un circuito infinito para mitigar el impacto del cambio climático sobre la disponibilidad de agua y garantizar la seguridad hídrica para todos los usos, tanto urbanos, como agrarios e industriales, sin descartar a medio-largo plazo su reutilización para consumo humano”.

El segundo pilar, explica Castro es la recuperación de subproductos de alto valor añadido, “hablamos de nitrógeno, fósforo y metales que llegan a las plantas en las aguas residuales y que podemos extraer para usos derivados para el sector petroquímico o químico. Es lo que hacemos con el proyecto Ecoval en la biofactoría de Orense , gestionada por Viaqua, con una planta piloto para obtener ácidos grasos volátiles; o con los proyectos Walnut o Life Enrich para extraer ese nitrógeno y fósforo en forma de estruvitas o sales de amonio para utilizarlos como fertilizante agrícolas, ahora que el contexto global nos hace tan dependientes de estos productos del exterior.

El tercer pilar es el aprovechamiento energético para fomentar la autosuficiencia en las plantas. “Lo hacemos a través del biogas ( metano y CO2) que nos proporciona electricidad y energía térmica; yendo un paso más allá podemos obtener biometano para uso industrial y con importantes aplicaciones en la movilidad sostenible generando combustible, por ejemplo, para las flotas urbanas municipales, tal y como se está haciendo con el proyecto  Life Nimbus”.

Un proyecto cofinanciado por la Comisión Europea y liderado por Cetaqua que usará biogás generado en la estación depuradora de aguas residuales del Baix Llobregat, de Aigües de Barcelona, para producir biometano y alimentar con combustible limpio autobuses de Transports Metropolitans de Barcelona (TMB).

Junto a estos tres pilares Castro identifica un cuarto eje sobre el que pivota el concepto de biofactoría sobre el que se trabaja desde Cetaqua que incluye aquellos proyectos que promuevan la descarbonización de las plantas con biometano o hidrógeno verde, además promover iniciativas para la captura de CO2.

«La reutilización de las aguas regeneradas se enfrenta a un reto normativo que exige inversión»

En lo que se refiere al primero de los ejes, la producción de aguas regeneradas, Celia Castro destaca los retos normativos que el sector tiene por delante con la trasposición de la Directiva de Reutilización que refuerza la calidad que han de tener las aguas regeneradas para uso agrario.

Un reto que en España, a juicio de Castro “no presenta ninguna barrera tecnológica porque tenemos desarrollos para regenerar el cien por cien de las aguas residuales con una altísima calidad”.

“El reto que tenemos aquí es inversor, hace falta que las administraciones tengan en cuenta esta segunda vida para el agua urbana a la hora de planificar sus inversiones para reforzar los sistemas de saneamiento y facilitar las infraestructuras necesarias para llevar estas aguas allí donde se vayan a utilizar, tanto para riego agrícola, industria alimentaria o para uso ambiental como la recarga artificial de acuíferos”.

Donde sí tenemos una barrera para poder desarrollar el circulo infinito del agua es en la conciencia social, explica Castro. El mayor estrés hídrico al que nos someterá el cambio climático ya está forzando en algunos países a retornar las aguas regeneradas al circuito para su consumo indirecto. ”En Europa aún no estamos en ese punto, pero ya se empiezan a plantear proyectos que incorporan planes sanitarios y campañas de concienciación y educación para garantizar la seguridad sanitaria de las aguas regeneradas y su aceptación”.

De residuos a subproducto de alto valor añadido

“Nuestro modelo circular del ciclo urbano del agua es absolutamente exportable a otros sectores industriales a los que podemos ayudar a avanzar en su descarbonización, a reducir de sus huellas de carbono e hídrica, así como a rentabilizar lo que hasta ahora eran residuos”, explica Castro.

La reutilización y la valorización de los efluvios residuales de industria, centros urbanos y sector agrícola sirven no solo para alcanzar los objetivos de sostenibilidad, sino también para atajar el aumento de precios de la materia prima extrayendo valor de productos que hasta hace poco se consideraban basura.

En este sentido, Castro pone de ejemplo cómo Galicia se ha convertido en una de las regiones españolas que más está apostando por encontrar soluciones tecnológicas innovadoras que les permita avanzar en circularidad a través del agua, gracias a una alianza con el sector privado y las universidades que se traduce en proyectos de éxito como Conserval.

Un proyecto centrado en desarrollar tecnologías para la valorización de subproductos y aguas residuales del sector conservero en Galicia y el Norte de Portugal en el que se ha estudiado cómo transformar las corrientes de residuos sólidas y líquidas en materias primas como ácidos grasos volátiles específicos, aceites de pescado con elevado contenido en Omega 3 e hidrolizados proteicos con alto valor.

Otro de los ejemplos de cómo el agua puede contribuir a la circularidad nos lo muestra Castro en la minería. «Los procesos de tratamiento de aguas residuales mineras permiten reducir al mínimo los vertidos generados por la industria minera y contribuir a la economía circular mediante la reutilización de la mayor parte del agua vertida y la recuperación de sustancias valiosas contenidas en las corrientes de procesos».

“Es el caso del proyecto europeo LIFE Remine Water , que coordina Cetaqua en Andalucía, ya que, mediante la combinación de tecnologías electroquímicas y Zero Liquid Discharge (ZLD), se busca recuperar recursos como el cobre y el zinc”.

“La digitalización y la inteligencia artificial son ingredientes esenciales de la circularidad”

Uno de los elementos fundamentales que favorecen la implantación de este modelo circular plasmado en las biofactorías y sus aplicaciones externas es la digitalización, según Castro, es Cetaqua, un eje transversal para integrar todos los procesos del ecosistema de la biofactoría y sacar el máximo valor y contextualizar las decisiones que tengan que adoptar los responsables.

“Las herramientas digitales nos permiten mediante simulaciones y análisis de datos valorar y facilitar la toma de decisiones en la búsqueda de las mejores soluciones en múltiples entornos operativos del ciclo del agua: desde el control y la predicción de eventos que afectan a la calidad del agua, hasta la optimización de la eficiencia de las redes y del ciclo de vida de los activos”.

La inteligencia artificial y, en particular, la visión por computador. Computer Vision. han demostrado tener un enorme potencial para ofrecer soluciones prácticas, eficientes y con un gran poder transformador de las operaciones. En la gestión del agua urbana, la tecnología de procesamiento de datos es ya la gran palanca de la transformación para la gestión de un servicio esencial que ha llegado para quedarse”.