Águas do Tejo Atlântico: superación de barreras y pretratamientos de lodos en ECOVAL

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ECOVAL Sudoe propone un nuevo enfoque de la gestión de los residuos orgánicos basado en su valorización para obtener ácidos grasos volátiles (AGV), materias primas secundarias útiles para las industrias como la de plásticos, lubricantes o agroquímicos.

Águas do Tejo Atlântico (AdTA), miembro del consorcio de ECOVAL, está colaborando en la superación de las barreras técnicas y legales para la valorización de los AGV a partir de los lodos de depuradora y los biorresiduos. Esto requiere la cooperación de diferentes actores de la región SUDOE (empresas de saneamiento y residuos, centros de investigación, autoridades ambientales, asesores legales y asociaciones del sector) para cambiar el marco legal que permite el uso de productos obtenidos a partir de residuos. Para la identificación de las barreras se realizaron dos talleres participativos en los que se pudo comprobar las similitudes en la gestión legal y operativa de este tipo de residuos en los 3 países. Aquí puedes ver el primer taller organizado por los socios españoles.

Por otro lado, AdTA se ha centrado en el pretratamiento de los lodos para maximizar la producción de AGV. Para ello, se realizaron pruebas con tecnología de campo eléctrico pulsado aplicando lodos residuales del tratamiento biológico de la EDAR de Frielas y lodos mixtos espesados de la EDAR de Beirolas. Las dos pruebas se realizaron para comprobar si existe alguna ventaja en el pretratamiento de sólo los lodos biológicos y si el contenido en sólidos de los lodos afectaba a la eficacia de la tecnología campo eléctrico pulsado.

Por último, AdTA ha participado en la cuantificación de los lodos producidos en Portugal, así como de su calidad. Este trabajo servirá de apoyo al análisis de sostenibilidad ambiental y económica que se llevará a cabo en el proyecto, enmarcado en el Grupo de Trabajo 6 del Proyecto: Replicabilidad y transferencia del modelo de negocio y su evaluación ambiental y económica.

 

El Biogroup investiga cómo optimizar la producción de AGVs en ECOVAL

La transformación de residuos en productos de valor añadido es un objetivo ambicioso en la transición hacia una economía circular. A eso se dedican ECOVAL y otros proyectos de investigación. De entre los posibles ángulos desde los que abordar esta misión, la conversión de residuos orgánicos mediante fermentación anaeróbica (la llamada plataforma de carboxilatos) es una de las biorrefinerías emergentes más prometedoras que permite valorizar el carbono orgánico presente en biorresiduos y lodos de depuradora en ácidos grasos volátiles (AGV). Estos pueden ser procesados posteriormente como productos químicos, biopolímeros y biocombustibles, necesarios para multitud de industrias.

Esta tecnología, como todo lo emergente, presenta también barreras importantes. Una de ellas, que impide la generalización de la plataforma de carboxilatos, es su escasa selectividad, que conduce a una mezcla de ácido acético, propiónico, butírico y valérico principalmente, y a la imposibilidad de aislarlos. Desde el Biogroup USC, abordan el reto de la valorización selectiva de lodos en ECOVAL con un enfoque multidisciplinar que integra experimentación y modelado matemático. Partiendo de sus herramientas anteriormente desarrolladas para predecir los productos de fermentación de azúcares y proteínas a los lodos, realizan experimentos de fermentación de lodos en los que miden cómo cambian sus principales componentes: la solubilización de carbohidratos, proteínas y lípidos, la hidrólisis para producir azúcares, aminoácidos y ácidos grasos y por último la fermentación a AGV.

El objetivo final es proporcionar guías de operación para predecir en qué condiciones (a qué pH, con qué tiempo de permanencia en el reactor, con qué posibles co-sustratos) se puede maximizar la producción de cada uno de los AGV, alineándose con el GT 2 de ECOVAL, centrado en la optimización de este proceso.

Reactores de acidificación de lodos en el laboratorio del Biogroup

 

El Biogroup quiere también dar respuesta a otras preguntas a través de las actividades desarrolladas en el proyecto ECOVAL. Estas son: ¿cómo podemos seleccionar la mejor estrategia para convertir residuos en recursos desde el punto de vista ambiental de entre las posibles técnicamente? ¿Tenemos siempre la garantía de que el coste ambiental será menor frente a la gestión actual cuando tenemos en cuenta el ciclo de vida completo del proceso?

 

En las últimas décadas, se ha puesto de manifiesto lo insostenible que es el modelo económico tradicional basado en un enfoque lineal.

Por ello, en contraposición, se ha generalizado la convicción de que este modelo debe ser reemplazado por un modelo a priori más sostenible, en el que el valor de los productos, materiales y recursos se mantiene en la economía durante el mayor tiempo posible, y se reduce al mínimo la generación de residuos: la llamada economía circular. Y en este contexto las metodologías basadas en pensamiento de ciclo de vida se presentan como las herramientas de evaluación adecuadas para guiar el desarrollo de procesos en su transición.

La transición hacia un modelo de economía circular requiere un nuevo enfoque sobre la gestión de residuos, que pasa por cambiar la óptica de visión y dejar de verlos como problema para verlos como recursos con potencial de desarrollar valor añadido. Teniendo en cuenta que los residuos orgánicos representan alrededor del 40% del total de los residuos urbanos producidos, es evidente la importancia de su adecuada gestión y valorización.

Las posibilidades son variadas y depende de multiples factores, así que ECOVAL, gracias al Biogroup, establecerá valores de referencia, es decir, la cuantificación de los impactos medioambientales de las actuales estrategias de gestión de residuos orgánicos y lodos de depuradora en el espacio SUDOE, teniendo en cuenta los requisitos normativos de inminente aplicación. Dichos valores determinarán la línea base de comparación sobre el comportamiento medioambiental de las estrategias innovadoras fruto del proyecto para la obtención de bioproductos de alto valor añadido a partir del tratamiento de los mismos residuos. Así dispondremos de métricas concretas con las que evaluar el impacto del nuevo sistema de gestión y de los productos derivados del mismo en términos ambientales, una de las tareas del GT 6: “Replicabilidad y transferencia del modelo de negocio y su evaluación ambiental y económica”.

Convertir el lodo en oro

A eso se dedica la red NEREUS dentro del proyecto ECOVAL. Ecoval Sudoe está desarrollando un método de extracción de moléculas de alto valor añadido, los Ácidos Grasos Volátiles (AGVs), a partir de lodos procesados. El objetivo del proyecto NEREUS es probar un proceso de extracción y purificación de AGVs a partir de los lodos que les envía el coordinador CETAQUA. Este proceso debe ser económicamente viable y cumplir con las especificaciones del mercado. Además de esta doble limitación, existen barreras legales relacionadas con la recuperación de biorresiduos y lodos de las plantas de tratamiento de aguas residuales. Por eso el proyecto Ecoval Sudoe intenta ir más allá de lo establecido.

 

Extraer, higienizar, filtrar y concentrar
NEREUS ha desarrollado una planta piloto de nanofiltración dinámica que presenta tres grandes ventajas: extrae las moléculas de interés de los lodos orgánicos, garantiza su higienización y filtra a bajo coste energético. Tras esta primera etapa de filtración, se aplican procesos de concentración para lograr el objetivo deseado.

La materia orgánica residual se valoriza aún más en el INSA de Toulouse para la producción de energía y a través del estudio de aplicación de la tierra en la Fundación Patrimonio Natural de Castilla y León.