Eficiencia energética en depuradoras de aguas residuales Artículo Publicado el 23.07.2024 por Libelula
Las depuradoras de aguas residuales son fundamentales para la gestión de nuestros recursos hídricos: sin ellas, el agua contaminada podría acabar en nuestros ríos, mares y acuíferos, con consecuencias desastrosas para el medio ambiente y la salud pública. Pero, además, también pueden ser protagonistas en la lucha contra el cambio climático gracias a las energías renovables. Pero, ¿cómo se están aplicando estas tecnologías en las depuradoras?
Cómo aplicar la eficiencia energética en el tratamiento de aguas residuales
Cuando hablamos de energías renovables, solemos pensar en paneles solares y aerogeneradores gigantes instalados en medio de la nada, pero también pueden aplicarse a otros sectores como, por ejemplo, el tratamiento de aguas. Tradicionalmente, estas instalaciones han sido grandes consumidoras de energía, necesitando grandes cantidades de electricidad para procesar y tratar el agua sucia. Sin embargo, con la implementación de tecnologías de energías renovables y depuradoras sostenibles, esto está cambiando.
Depuradoras sostenibles: el ejemplo de Depuradoras MSB
La empresa Depuradoras MSB, líder en el sector del tratamiento de aguas residuales, está haciendo un trabajo inigualable en lo que a aplicar la sostenibilidad a sus procesos y productos se refiere. Esta empresa tiene como misión particular contribuir a proteger el medio ambiente devolviendo el agua a la naturaleza en las mismas condiciones en que fue recibida, a través de un proceso de depuración que, a su vez, también sea sostenible.
Para ello, comercializan depuradoras sostenibles domésticas con las que se pueden purificar las aguas residuales reciclándolas mediante tratamientos biológicos como la oxidación. En este tratamiento se generan bacterias y microorganismos aeróbicos que se encargan de descomponer y transformar la materia orgánica presente en las aguas residuales, evitando el uso de elementos químicos más agresivos (cuya fabricación y tratamiento es menos respetuosa con el medio ambiente) para eliminar los agentes contaminantes.
Tras el tratamiento por las depuradoras biológicas sostenibles, el agua puede emplearse para otros usos como lavado de suelos y vehículos, riego de parques y jardines, agricultura o producción de materiales de construcción como cemento y hormigón, entre otros.
Biogás: la energía que producen las depuradoras
Una fuente de energía renovable que está ganando terreno en las depuradoras de aguas residuales es el biogás. Este gas se produce a partir de la descomposición anaerobia de la materia orgánica presente en las aguas residuales. El biogás puede ser utilizado para generar electricidad y calor, lo que hace que las depuradoras sean más autosuficientes energéticamente.
El proceso es bastante simple: los residuos orgánicos presentes en el agua residual se descomponen en ausencia de oxígeno, produciendo metano y dióxido de carbono. Este biogás se captura y se utiliza como combustible en generadores. No solo se produce energía, sino que también se reduce la cantidad de residuos que deben ser gestionados, lo que supone una doble ventaja.
Depuradoras que funcionan con energía solar
Las depuradoras a menudo tienen grandes superficies disponibles, como tejados y terrenos adyacentes, perfectos para la instalación de paneles solares. Estos paneles convierten la luz solar en electricidad, que puede ser utilizada directamente para alimentar bombas, sistemas de iluminación y otros equipos esenciales en el proceso de tratamiento de aguas, o almacenada para su uso posterior.
El empleo de paneles solares puede hacer que las depuradoras sean autosuficientes energéticamente, lo cual supone un ahorro en el proceso de depuración y también contribuye a reducir el gasto energético que supone hacer funcionar la planta depuradora con energía eléctrica de la red general.
Hidrógeno y electricidad a partir de las aguas residuales: ¿la energía del futuro?
Las aguas residuales contienen una cantidad significativa de energía química en su materia orgánica, y hay investigadores de todo el mundo estudiando cómo recuperar esta energía. La mayoría de los proyectos se centran en la producción de hidrógeno, lo cual no solo eliminaría eficientemente los contaminantes, sino que también reduciría el consumo energético del proceso de depuración y generaría energía utilizable. Para lograr, son claves las celdas microbianas de electrólisis, que emplean bacterias exoelectrógenas para oxidar la materia orgánica y generar corriente eléctrica, facilitando la producción de hidrógeno con una menor cantidad de energía adicional en forma de voltaje.
Un grupo de investigación en Bioelectroquímica del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB), coordinado por Albert Guisasola y Juan Antonio Baeza, ha mejorado la eficiencia de estas celdas usando aguas residuales reales. Sus resultados, publicados en la revista Water Research, muestran un gran potencial para la aplicación industrial de esta tecnología. Utilizando un conjunto específico de bacterias para transformar sustratos complejos como metanol, residuos lácteos, almidón y glicerol, lograron altas tasas de producción de hidrógeno y recuperación de energía. Particularmente, con residuos lácteos, lograron una corriente de 150 amperios por metro cúbico y una producción de 0.94 metros cúbicos de hidrógeno por metro cúbico de reactor al día, con una alta eficiencia en la recuperación de electrones y un voltaje aplicado de solo 0.8 V.
