Proyecto INCOVER, el nuevo reto científico de la bioenergía

Asumiendo la actual escasez mundial de agua y el alto precio que implica la operación y mantenimiento del tratamiento de aguas residuales y con la vista puesta en el desarrollo de tecnologías que puedan generar electricidad limpia o bioenergía, los miembros del proyecto INCOVER, están diseñado una tecnología de saneamiento enfocada en la auto estimulación, dirigida a la industria de recuperación y elaboración de bio-productos, que cree una fuente de agua reutilizable.

Para este fin, un grupo de investigadores de la universidad politécnica de Cataluña, en España, han construido una planta piloto de 30 metros cúbicos para el cultivo de microalgas, con la finalidad de producir bioproductos y bioenergía en aguas residuales, los líquidos producidos por la industria agrícola y domésticas, a través de un proceso de recuperación de energía en forma de biometano, se utilizan para la obtención de otros productos tales como bioplásticos, fertilizantes biológicos y agua para riego.

El grupo de trabajo de investigación de ingeniería y microbiología del medio ambiente, GEMA de la universidad politécnica de Cataluña, está desarrollando la planta piloto para la producción de bioproductos y bioenergía a partir de microalgas cultivadas en aguas residuales, esta planta de generación de bioproductos, se ha levantado en el Agrópolis, ubicado en Viladecans y tiene la capacidad para tratar un volumen de 2 mil a 8 mil litros diarios de agua residual contaminada, lo que equivaldría a un edificio pequeño.

Biorreactores con cero gastos de energía artificial y cero residuos

La planta consta de tres fotobiorreactores tubulares, que son sistemas de producción transparentes y cerrados, de 10 metros cúbicos cada uno, alimentados con aguas residuales agrícolas y domésticas que sirven para el crecimiento de microalgas, el atractivo del diseño, reside en que se utilizan cierto tipo de microalgas, conocidas como cianobacterias, que son especialmente aptas para producir y acumular bioplásticos.

Modificando las condiciones de los fotobiorreactores, se ha logrado favorecer el aumento de la población de estos organismos, y se ha alcanzado que estas capaces sintetizen y acumulen bioplásticos en forma de gránulos en el citoplasma de la célula como reserva de nutrientes, la propiedad de estos bioplásticos, son idénticas o muy similares a las de los plásticos tradicionales que provienen de la industria petroquímica y con la ventaja de que son totalmente biodegradables.

El proyecto europeo INCOVER, dio inicio hace un par de años y está desarrollado en el marco del programa Horizon2020, este, será una respuesta a la necesidad de soluciones novedosas en tratamiento y reutilización del agua y su principal objetivo es desarrollar tecnologías transformadoras y sostenibles para el tratamiento de aguas residuales que, a su vez, generen productos de valor agregado y cero residuos.

Con este desarrollo, se han logrado obtener hasta 1,5 kg de bioplásticos al día, que pueden ser utilizados en el mercado de los embalajes y los envases, la producción de PHA a través de cianobacterias, así como el crecimiento de bacterias anaerobias púrpura, se desarrolla a través de la interacción de la biomasa, que se recogerá en un sedimentador de lamelas con dosificación de floculante, Además, parte de la biomasa cosechada será pre tratada térmicamente y sometida a co-digestión anaeróbica, utilizando residuos agroindustriales como co-sustrato.

Este sub proceso, producirá biogás que, al ser purificado en los propios fotobiorreactores, también producirá un digestor que será tratado y estabilizado en los humedales de lodos para producir biofertilizantes, de igual manera, el efluente clarificado de la unidad de sedimentación será desinfectado por un sistema de ultrafiltración alimentado por energía solar y los efluentes resultantes se utilizarán para el riego en una pequeña superficie agrícola.

Otras dos plantas piloto de estudio se incluyen en el marco del proyecto INCOVER: una en las instalaciones de Aqualia en Chiclana de la Frontera, Cádiz, y en Almería, y la otra en Alemania.

Los objetivos del equipo de investigación de Almería, son similares a los de la línea de la UPC, la obtención de bioplásticos, de metano, de fertilizantes biológicos y de agua desinfectada mediante sistemas solares para su posterior uso como agua de riego.

Aunque existe una diferencia entre ambos proyectos, ya que para el crecimiento de las microalgas no utilizan fotobiorreactores, sino lagunas de carga alta y los sistemas de desinfección solar son diferentes y ya que el tratamiento para obtener fertilizantes no se hace en humedales, sino en plantaciones de árboles.