INGENIERÍA DE LA EDIFICACIÓN. OBTENCIÓN DE ENERGÍA A TRAVÉS DE AGUAS RESIDUALES Y AGUA SALADA.
Convertir conocimiento en valor añadido:  Obtención de energía a través de aguas residuales y agua salada.
Herramienta práctica > Guías prácticas: Ingeniería de la edificación. EBooks de Ingeniería de la edificación. 

Aqualia lidera un proyecto europeo para obtener biocombustibles con la depuración de aguas residuales Junto a la filial de FCC para la gestión integral del agua participan empresas investigadoras de Alemania, Reino Unido, Holanda, Austria y Turquía Con la producción obtenida del cultivo de microalgas en una extensión de 10 hectáreas se podrá cubrir el consumo anual de una flota de 400 vehículos El proyecto busca aplicar la investigación para reducir la dependencia energética, valorizar las aguas residuales y localizar nuevas fuentes de energía alternativa Aqualia, filial para la gestión integral del agua de FCC, ha presentado  en Londres el proyecto All-gas que permitirá la obtención de biocombustibles a partir de la depuración de aguas residuales. Este proyecto cuenta con un presupuesto de 12 millones de euros y se enmarca dentro de las iniciativas de I+D+i de la Unión Europea (UE). Bajo el liderazgo de Aqualia participan otras seis empresas investigadoras de Alemania, Reino Unido, Holanda, Austria y Turquía. El proyecto All-gas se enmarca dentro de la apuesta de la UE por la investigación para la consecución de nuevas fuentes de energías limpias, por lo que el presupuesto comunitario aportará fondos por valor de más de 7 millones de euros. Esta financiación refleja el esfuerzo que Europa dirige hacia la reducción de la dependencia energética de los combustibles fósiles. El objetivo es que en 2020 un 20% de la energía producida en Europa provenga de energías renovables. En la práctica, el proyecto tiene como base el aprovechamiento de las aguas residuales para el cultivo de microalgas y su posterior conversión en productos energéticos como el biodiesel. Su desarrollo en cinco años: una primera fase de dos años dedicada principalmente a la investigación y una segunda fase, que comprende los otros tres restantes, para la producción propiamente dicha. La Estación Depuradora de Aguas Residuales (EDAR) de El Torno en Chiclana (Cádiz) acogerá las instalaciones esenciales

En las salinas municipales anexas se habilitarán, en esta primera fase, dos lagunas, un sistema de recolección de algas e instalaciones auxiliares. En la segunda, la planta industrial de 10 hectáreas para el cultivo de algas. Entre las ventajas e innovaciones del proyecto All-gas están la mejora de la eficiencia, ya que se trata de un cultivo de rápido crecimiento como las microalgas, así como la eliminación simultánea de nutrientes de las aguas residuales y la recolección y procesamiento de la biomasa para el aceite y otras extracciones químicas. Además, se trata de la primera vez que se desarrolla un proyecto de estas características a gran escala (10 hectáreas de cultivo). Se prevé que con los biocombustibles producidos en esta extensión se pueda cubrir el consumo anual de una flota de 400 vehículos. Por otro lado, esta tecnología hace posible la obtención de forma eficiente de biocombustibles como el biodiesel, el biogás o a la biomasa y sin necesidad de plantaciones de grandes extensiones de materias primas alimentarias, con lo que además se evita el consiguiente aumento de precios de los alimentos. Experiencia en gestión y en I+D+i La elección de Aqualia para liderar el proyecto All-gas se basa en su amplia experiencia en la gestión y explotación de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), ya que gestiona más de 300 instalaciones de este tipo en todo el mundo. "Estamos convirtiendo en una fuente sostenible de bioenergía lo que hasta ahora era considerado un mero residuo", ha explicado  en la presentación del proyecto en Londres el director de Innovación y Tecnología de Aqualia, Frank Rogalla. En el acto participaron también Denise Green, de Hart Energy, en representación del Algae Cluster de la Unión Europea, Charles Banks, investigador de la Universidad de Southampton y presidente del Comité Científico del proyecto y Miguel Jurado, subdirector general de Aqualia. El proyecto forma parte de la apuesta de la filial de gestión de agua de FCC por la I+D+i como uno de los factores clave de su estrategia. En estos momentos, el programa de Investigación y Desarrollo está orientado hacia tecnologías sostenibles. Dentro de este programa se enmarca también el Proyecto "Cenit Vida", dentro del Programa de Consorcios Estratégicos Nacionales en Investigación Técnica del CDTI que persigue la valorización integral de microalgas aplicando tecnologías avanzadas de cultivo, cosechado y transformación. Actualmente, Aqualia está implicada en cerca de 20 proyectos de investigación activos, por un montante total superior a los 65 millones de euros. Además, la empresa trabaja junto con las asociaciones nacionales e internacionales que promueven la innovación y participa en las plataformas tecnológicas sobre agua y biomasa (por ejemplo, Bioplat) con el apoyo del Ministerio de Economía y Competitividad.

Aqualia es la empresa de FCC, uno de los principales grupos europeos de servicios ciudadanos especializada en la gestión de todas las actividades relacionadas con el ciclo integral del agua. Es, además, una de las pocas empresas en el mundo capaz de ofrecer soluciones para cada uso del agua, ya sea doméstico, agrícola o industrial. Tercera compañía de agua en el mundo, gestiona contratos con más de 1.100 municipios y opera cerca de 200 estaciones de tratamiento de agua potable y más de 300 depuradoras en 17 países, donde da servicio a más de 28 millones de personas.

NOTICIA RELACIONADA

La generación de energía a partir del gradiente de salinidad entre agua dulce y salada es una alternativa de producción de electricidad mediante procesos de electrodiálisis inversa, muy interesante en zonas costeras. Sin embargo, hasta el momento, había sido imposible de realizar en el interior de los continentes. Un grupo de ingenieros de la Pennsylvania State University de Estados Unidos ha conseguido ahora superar esta limitación, mediante el empleo de una solución de bicarbonato de amonio y la degradación bacteriana de aguas residuales. 

Producir electricidad a partir de la diferencia de salinidad entre agua dulce y salada era una opción que hasta el momento estaba únicamente disponible en áreas cercanas a los océanos. Pero, ahora, un sistema desarrollado por especialistas de la Pennsylvania State University de Estados Unidos permitirá producir energía de esta forma en cualquier lugar.

La solución combina dos metodologías con limitaciones, que al integrarse logran superar sus aspectos negativos. El esquema incluye células de combustible microbianas, que utilizan las aguas residuales y bacterias naturales para producir energía, y el proceso de electrodiálisis inversa, que genera electricidad directamente del gradiente de salinidad entre agua dulce y salada.

Según Bruce E. Logan, profesor de Ingeniería Ambiental de Pennsylvania State University y director del proyecto de investigación, la combinación de ambas tecnologías permite superar las limitaciones que posee cada una de ellas por separado, en especial la necesidad de cercanía a las zonas costeras, en el caso de la electrodiálisis inversa.

El trabajo ha sido difundido en una nota de prensa de la Pennsylvania State University, y además se desarrolló en un artículo publicado este primero de marzo en la revista especializada Science Express. La nueva tecnología se ha denominado "microbial reverse-electrodialysis cell (MRC)", o célula microbiana de electrodiálisis inversa. La investigación ha recibido el apoyo de la King Abdullah University of Science and Technology.

El nuevo proceso

Las pilas que funcionan mediante electrodiálisis inversa extraen energía de la diferencia iónica entre el agua dulce y el agua salada. Desafortunadamente, la utilización exclusiva de pilas de este tipo para producir electricidad es compleja y poco eficiente, debido a que se requiere un gran número de unidades y se necesita contar con agua salada.

Pero utilizando bacterias que se encuentran en las aguas residuales, que consumen material orgánico y producen una corriente eléctrica, se reduce el número de pilas necesarias y aumenta la producción de electricidad a través de las bacterias. Anteriormente, ya se habían realizado experiencias con células microbianas de electrodiálisis inversa, pero empleando agua salada.

Sin embargo, este enfoque requiere complejos procesos de limpieza y el tratamiento del agua a utilizar, además de restringir la operación a las zonas costeras. Entretanto, los residuos de alimentos, desechos domésticos y de animales contienen en forma potencial alrededor de 17 gigavatios de energía solamente en Estados Unidos. Cabe recordar que un reactor nuclear produce normalmente un gigavatio.

Buscando eliminar la dependencia del agua de mar, los investigadores utilizaron bicarbonato de amonio, una solución salina poco común, que funciona de manera similar al agua de mar en el proceso de electrodiálisis inversa microbiana celular, pero que a la vez no requiere de los cuidados y la limpieza de ésta última.
Resultados concretos

El bicarbonato de amonio se extrae fácilmente del agua a una temperatura por encima de los 110 grados Fahrenheit. El amoníaco y el dióxido de carbono que componen esta solución son extraídos de la misma, para luego ser recapturados y recombinados para su reutilización.

Según los investigadores, en cualquier lugar donde exista una fuente de calor residual este proceso puede llevarse a cabo sin mayores inconvenientes. El calor residual representa entre el 7 y el 17% de la energía consumida en los procesos industriales, y habitualmente no se aprovecha.

Los ingenieros realizaron pruebas en torno al proceso de electrodiálisis inversa microbiana celular empleando bicarbonato de amonio, obtuvieron así importantes resultados. En principio, se comprobó que la producción inicial de electricidad fue mayor que la obtenida a través del mismo proceso, pero utilizando agua de mar.

Logan concluyó que este sistema puede ser configurado para producir electricidad o hidrógeno, generando energía limpia y aprovechando el calor residual, haciendo descender a su vez los niveles de gases de efecto invernadero que se liberan hacia la atmósfera, sobretodo dióxido de carbono.

Se ha comprobado la producción de 5,6 vatios por metro cuadrado a través de esta tecnología, que aún puede seguir optimizándose. Los especialistas también resaltaron que al no tener que procesar las aguas utilizadas se ahorrarían alrededor de 60 gigavatios de energía.