Bacterias electroactivas para depurar aguas sin aporte externo de energía en pequeñas comunidades

Un sistema de 20 metros cuadrados puede tratar las aguas residuales de 50 habitantes. (Foto: CENTA-iMETland)


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Las aguas residuales urbanas recogen la mayor parte de los desechos orgánicos generados por la acción humana. Para reducir el impacto de la contaminación sobre el ambiente (ríos, acuíferos, suelos, etc.) se requiere un tratamiento efectivo antes de su vertido. El proyecto iMETland, coordinado por IMDEA Agua, busca construir y validar un dispositivo para el tratamiento de aguas residuales urbanas en pequeñas comunidades sin aporte externo de energía, al tiempo que se obtiene agua libre de patógenos apropiada para el riego. Para conseguirlo, los investigadores se basan en el metabolismo de unos microorganismos especiales: las bacterias electroactivas. 

El proyecto iMETland, financiado por el programa Horizonte2020, tiene como objetivo construir y validar una aplicación a escala real de un dispositivo para el tratamiento de aguas residuales urbanas en pequeñas poblaciones o asentamientos aislados con un coste cero en energía al mismo tiempo que se obtiene agua libre de patógenos apropiada para el riego. El llamado humedal bioelectrogénico (METland, en inglés) se está implantando en cuatro emplazamientos con diferentes condiciones climáticas: Mediterráneo (España), Europa del Norte (Dinamarca), Sudamérica (Argentina) y Norteamérica (México).

La novedad de esta propuesta, en la que trabaja un consorcio de 11 socios internacionales con IMDEA Agua a la cabeza, reside en conectar el agua, la biotecnología, las tecnologías de la información (TIC) y los recursos naturales para proteger el medio ambiente.

El concepto parte de la integración de las Tecnologías Electroquímicas Microbianas (MET, por sus siglas en inglés) con el biofiltro utilizado en los humedales construidos. Para ello el tratamiento se basa en el metabolismo de las bacterias electroactivas, con un alto potencial en el campo de las aguas residuales.

El funcionamiento del dispositivo es sencillo: el agua llega a un sistema de depuración, que no está conectado a ninguna fuente externa de energía, formado por un lecho formado por un innovador material electroconductor. La combinación de bacterias y este material permite tratar unos 25.000 litros de aguas residuales procedentes del uso doméstico; por último, un tratamiento final de electrodesinfección alimentado por energía solar elimina organismos patógenos dejando el agua apta para el riego. Esta mejora en el funcionamiento de los biofiltros clásicos supone aumentar la tasa de depuración respecto a la obtenida con las técnicas habituales, y permite reducir los requerimientos de espacio para implantar el sistema sin un aumento de costes en comparación con un humedal estándar.

Es importante señalar que iMETland no está concebido para la producción y almacenamiento de energía eléctrica sino para tratar las aguas residuales a la máxima velocidad de biodegradación sin aporte externo de energía y con una producción mínima o nula de lodo debido al bajo rendimiento de crecimiento de las bacterias electroactivas.

Otro aspecto innovador del proyecto es el control del proceso mediante TIC. Las bacterias generan una señal eléctrica que se corresponde con la actividad metabólica; de esta forma un usuario remoto puede estar informado sobre el rendimiento de la operación a través de un teléfono inteligente. Todas las unidades son monitoreadas por diferentes sensores que miden tanto los parámetros físico-químicos dentro del sistema como los atmosféricos, claves en un tratamiento de campo abierto en condiciones climáticas muy diferentes.

Estas mediciones se pueden seguir a través de una plataforma virtual que informa sobre el rendimiento en cualquier momento para cada ubicación. El gran volumen de datos generado servirá para diseñar un modelado predictivo de la tecnología.

Integración paisajística

El proyecto presta especial atención al impacto ambiental y la integración paisajística. Todos los equipos instalados en las distintas unidades funcionan con energía renovable a base de paneles solares.

iMETland trata de llenar el vacío identificado en el programa Horizonte2020 dentro de la convocatoria WATER-1-2014/2015, que busca soluciones innovadores en el tratamiento de aguas para trasladarlas al mercado. El procedimiento ya ha pasado la fase de investigación y de escala piloto y está preparado para probarlo a escala real en los cuatro emplazamientos.

Con un presupuesto de aproximadamente tres millones de euros durante tres años, iMETland reúne a universidades europeas, centros de investigación internacionales y compañías con una gran experiencia y especialización en el campo de los tratamientos de aguas, la electroquímica microbiana, las tecnologías de la información, los materiales de carbono y el desarrollo de negocio y la comunicación. El consorcio esta coordinado por IMDEA Agua y formado por socios de cuatro países miembros de la UE y dos países asociados (Argentina y México). Fundación CENTA, Aqua-Consult Ingenieros (A-Cing), PriceWaterhouseCoopers y Piroeco Bioenergy (España); Aston University (Reino Unido); Aarhus Universitet y Kilian Water (Dinamarca); el centro de divulgación científica youris.com (Bélgica); INTEMA (Argentina) e IMTA (México).

iMETland está financiado por el programa de Investigación e Innovación Horizonte 2020 de la Unión Europea bajo el acuerdo de subvención N.642190. La información refleja solo el punto de vista del autor y la Comisión no es responsable del uso que se haga de la información contenida.


Artículo originalmente publicado en la web de madri+d 



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