Tendencias Científicas
Una planta de tratamiento de aguas residuales. Fuente: Gob/Va.
En nuestra sociedad, alteramos y consumimos todo, y para ello necesitamos grandes cantidades de energía. De hecho, cuanto mayor es el desarrollo económico, mayor cantidad de recursos se requiere para mantener ese modo de vida. Ahora, ¿cuánto tiempo podremos seguir consumiendo al ritmo actual?
La naturaleza es finita, tiene límites, y puede llegar un día en el que no podamos seguir obteniendo más recursos de ella. La Tierra no podrá darnos petróleo o minerales toda la vida y satisfacer, así, nuestra voraz necesidad de energía. Por eso, es necesario replantear nuestro crecimiento ya que, paradójicamente, nuestra propia evolución puede hacer que hoy en día vivamos mejor que en el futuro.
En este contexto, se hace necesaria la investigación sobre materiales que puedan sustituir a los recursos energéticos que en un futuro acabarán agotándose. De hecho, poco a poco, diferentes fuentes de energías alternativas y renovables se van instaurando en nuestra sociedad. Este es el caso de los biocombustibles.
Ahora, un grupo de investigadores estadounidenses han desarrollado y evaluado una innovadora tecnología para la obtención de biodiesel. La técnica emplea residuos generados en el tratamiento de las aguas residuales: la espuma o nata obtenida en los digestores en la etapa de tratamiento primario o mecánico. La tecnología había sido desarrollada previamente por investigadores de este mismo grupo.
Con ella se consigue una doble solución. Por un lado, se solventan las necesidades energéticas de la industria de tratamiento de aguas residuales. De este modo, esta industria puede reducir su impacto ambiental y el costo del tratamiento de las aguas. Además, la nueva tecnología permite reducir los residuos y el uso de combustibles fósiles.
Crecimiento e impacto ambiental
El crecimiento constante de las ciudades tiene un indudable impacto ambiental. La calidad del aire y del agua es cada vez peor. La disponibilidad de agua es insuficiente, y existen problemas para la eliminación de desechos en el agua. Además, el alto consumo energético, en conjunto, constituye una enorme problemática surgida por la demanda de los entornos urbanos.
A todo esto se une el hecho de que la población humana no deja de aumentar y se concentra, fundamentalmente, en grandes urbes. Con todo, la cantidad de residuos que se generan son inmensos. Es urgente atajar este problema.
Una buena parte de estos residuos son tratados en las plantas de tratamientos de aguas residuales. Estas instalaciones producen una gran cantidad de biosólidos residuales, entre ellos, la espuma, un material flotante que se encuentra en los decantadores empleados para la depuración.
Este material residual constituye una rica fuente de energía recuperable, ya que contiene cantidades importantes de grasas animales y vegetales, jabones, aceites minerales, ceras, residuos de alimentos y materiales plásticos. De hecho, el equipo de investigación de Ruan, encontró que al menos el 60% de la materia seca obtenida a partir de la espuma es contenido lipídico que se puede convertir en biodiesel de alta calidad.
La naturaleza es finita, tiene límites, y puede llegar un día en el que no podamos seguir obteniendo más recursos de ella. La Tierra no podrá darnos petróleo o minerales toda la vida y satisfacer, así, nuestra voraz necesidad de energía. Por eso, es necesario replantear nuestro crecimiento ya que, paradójicamente, nuestra propia evolución puede hacer que hoy en día vivamos mejor que en el futuro.
En este contexto, se hace necesaria la investigación sobre materiales que puedan sustituir a los recursos energéticos que en un futuro acabarán agotándose. De hecho, poco a poco, diferentes fuentes de energías alternativas y renovables se van instaurando en nuestra sociedad. Este es el caso de los biocombustibles.
Ahora, un grupo de investigadores estadounidenses han desarrollado y evaluado una innovadora tecnología para la obtención de biodiesel. La técnica emplea residuos generados en el tratamiento de las aguas residuales: la espuma o nata obtenida en los digestores en la etapa de tratamiento primario o mecánico. La tecnología había sido desarrollada previamente por investigadores de este mismo grupo.
Con ella se consigue una doble solución. Por un lado, se solventan las necesidades energéticas de la industria de tratamiento de aguas residuales. De este modo, esta industria puede reducir su impacto ambiental y el costo del tratamiento de las aguas. Además, la nueva tecnología permite reducir los residuos y el uso de combustibles fósiles.
Crecimiento e impacto ambiental
El crecimiento constante de las ciudades tiene un indudable impacto ambiental. La calidad del aire y del agua es cada vez peor. La disponibilidad de agua es insuficiente, y existen problemas para la eliminación de desechos en el agua. Además, el alto consumo energético, en conjunto, constituye una enorme problemática surgida por la demanda de los entornos urbanos.
A todo esto se une el hecho de que la población humana no deja de aumentar y se concentra, fundamentalmente, en grandes urbes. Con todo, la cantidad de residuos que se generan son inmensos. Es urgente atajar este problema.
Una buena parte de estos residuos son tratados en las plantas de tratamientos de aguas residuales. Estas instalaciones producen una gran cantidad de biosólidos residuales, entre ellos, la espuma, un material flotante que se encuentra en los decantadores empleados para la depuración.
Este material residual constituye una rica fuente de energía recuperable, ya que contiene cantidades importantes de grasas animales y vegetales, jabones, aceites minerales, ceras, residuos de alimentos y materiales plásticos. De hecho, el equipo de investigación de Ruan, encontró que al menos el 60% de la materia seca obtenida a partir de la espuma es contenido lipídico que se puede convertir en biodiesel de alta calidad.
Beneficios ambientales
La tecnología propuesta recupera la energía y convierte los lípidos, los ácidos grasos, y el jabón de la espuma directamente en biodiesel. Los investigadores consideraban que el empleo de biodiesel derivado de espuma de la planta de tratamiento de aguas residuales podría aportar diferentes beneficios, entre ellos, eliminar un grave problema en las ciudades.
Ruan y su equipo han llegado a la conclusión de que esta tecnología ofrece una serie de ventajas con respecto a las tecnologías convencionales (como aquellas que emplean soja y aceites vegetales); y han demostrado la viabilidad y los beneficios aportados por dicha tecnología, tanto a nivel económico como medio ambiental.
Por un lado, los científicos evaluaron los impactos positivos de esta técnica, en comparación con los impactos derivados del uso de combustibles fósiles y con respecto a las emisiones de gases de efecto invernadero, a la eutrofización y a la acidificación fueron analizados. Estimaron también el periodo de ingresos y recuperación de la inversión en la instalación, algo importante que no puede dejarse de lado, ya que afecta a su viabilidad como proceso industrial.
Los resultados mostraron que todos los valores analizados eran negativos, todos por debajo de cero, lo que indica que esta tecnología proporciona grandes beneficios al medio ambiente debido a la reducción del agotamiento de los combustibles fósiles, a la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y de la descarga de N y SO2 al ambiente.
Asimismo, potencialmente esta tecnología puede ayudar a las industrias de aguas residuales a minimizar el coste de eliminación de residuos, reciclar materiales valiosos, y mejorar el rendimiento medioambiental.
Eliminación de un problema
En la actualidad, la tecnología que se emplea para generar electricidad para uso de la propia planta consiste en un proceso de digestión anaeróbica en el que se genera una cantidad importante de biogás que se puede utilizar. Sin embargo, este proceso convencional causa muchos problemas.
La espuma flota en la parte superior del digestor formando una capa o nata de gran espesor, que impide el máximo rendimiento de dicho digestor para la obtención de biogás. Debido a este impedimento, muchas plantas de tratamiento de aguas residuales eligen como opción desviar directamente la espuma a vertederos.
Este tipo de práctica provoca un aumento del gasto de las instalaciones de tratamiento. Y no sólo eso, sino que incrementa de manera importante la contaminación medioambiental. Pues el acúmulo de residuos en vertederos libera cantidades importante de gas metano, uno de los gases responsables del efecto invernadero que podría contribuir al calentamiento global de la Tierra.
Todos estos aspectos hacen que esta nueva alternativa energética se convierta en un tipo de proceso que debería ser tenido muy en cuenta. Nuestro modo de vida implica un gran gasto energético y toda nueva posibilidad es siempre bienvenida. No es algo que, por sí mismo, solucione todos los problemas. Pero, tal y como expuso la Comisión Europea en su momento, la solución medioambiental discurre por el uso de numerosas alternativas a un tiempo.
La tecnología propuesta recupera la energía y convierte los lípidos, los ácidos grasos, y el jabón de la espuma directamente en biodiesel. Los investigadores consideraban que el empleo de biodiesel derivado de espuma de la planta de tratamiento de aguas residuales podría aportar diferentes beneficios, entre ellos, eliminar un grave problema en las ciudades.
Ruan y su equipo han llegado a la conclusión de que esta tecnología ofrece una serie de ventajas con respecto a las tecnologías convencionales (como aquellas que emplean soja y aceites vegetales); y han demostrado la viabilidad y los beneficios aportados por dicha tecnología, tanto a nivel económico como medio ambiental.
Por un lado, los científicos evaluaron los impactos positivos de esta técnica, en comparación con los impactos derivados del uso de combustibles fósiles y con respecto a las emisiones de gases de efecto invernadero, a la eutrofización y a la acidificación fueron analizados. Estimaron también el periodo de ingresos y recuperación de la inversión en la instalación, algo importante que no puede dejarse de lado, ya que afecta a su viabilidad como proceso industrial.
Los resultados mostraron que todos los valores analizados eran negativos, todos por debajo de cero, lo que indica que esta tecnología proporciona grandes beneficios al medio ambiente debido a la reducción del agotamiento de los combustibles fósiles, a la disminución de emisiones de gases de efecto invernadero y de la descarga de N y SO2 al ambiente.
Asimismo, potencialmente esta tecnología puede ayudar a las industrias de aguas residuales a minimizar el coste de eliminación de residuos, reciclar materiales valiosos, y mejorar el rendimiento medioambiental.
Eliminación de un problema
En la actualidad, la tecnología que se emplea para generar electricidad para uso de la propia planta consiste en un proceso de digestión anaeróbica en el que se genera una cantidad importante de biogás que se puede utilizar. Sin embargo, este proceso convencional causa muchos problemas.
La espuma flota en la parte superior del digestor formando una capa o nata de gran espesor, que impide el máximo rendimiento de dicho digestor para la obtención de biogás. Debido a este impedimento, muchas plantas de tratamiento de aguas residuales eligen como opción desviar directamente la espuma a vertederos.
Este tipo de práctica provoca un aumento del gasto de las instalaciones de tratamiento. Y no sólo eso, sino que incrementa de manera importante la contaminación medioambiental. Pues el acúmulo de residuos en vertederos libera cantidades importante de gas metano, uno de los gases responsables del efecto invernadero que podría contribuir al calentamiento global de la Tierra.
Todos estos aspectos hacen que esta nueva alternativa energética se convierta en un tipo de proceso que debería ser tenido muy en cuenta. Nuestro modo de vida implica un gran gasto energético y toda nueva posibilidad es siempre bienvenida. No es algo que, por sí mismo, solucione todos los problemas. Pero, tal y como expuso la Comisión Europea en su momento, la solución medioambiental discurre por el uso de numerosas alternativas a un tiempo.
Referencias bibliográficas
Mua D, Addy M, Anderson E, Chen P, Ruan R. Life cycle assessment and economic analysis of the Scum-to-Biodiesel technology in wastewater treatment plants. Bioresource Technology (2016). DOI: 10.1016/j.biortech.2015.12.063.
Bi C, Min M, Yong N, Xie Q, Lu Q, Deng X, Anderson E, Li D, Chen P, Ruan R. Process development for scum to biodiesel conversion. Bioresource Technology (2015). DOI:10.1016/j.biortech.2015.01.081.
Mua D, Addy M, Anderson E, Chen P, Ruan R. Life cycle assessment and economic analysis of the Scum-to-Biodiesel technology in wastewater treatment plants. Bioresource Technology (2016). DOI: 10.1016/j.biortech.2015.12.063.
Bi C, Min M, Yong N, Xie Q, Lu Q, Deng X, Anderson E, Li D, Chen P, Ruan R. Process development for scum to biodiesel conversion. Bioresource Technology (2015). DOI:10.1016/j.biortech.2015.01.081.
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