El agua residual como materia prima, un nuevo enfoque

Científicos mexicanos trabajan en el tratamiento de aguas residuales desde un nuevo enfoque, que consiste en considerarlas como una materia prima de la que se obtengan productos con valor agregado como metano, hidrógeno, además de plásticos biodegradables y nutrientes.

El doctor Germán Buitrón Méndez, coordinador del Laboratorio de Investigación en Procesos Avanzados de Tratamiento de Aguas (LIPATA) del Instituto de Ingeniería en la Unidad Académica de Juriquilla de la UNAM, explicó que esta nuevo enfoque podría tener un mayor beneficio, porque además de limpiar el agua para reutilizarse en otros procesos, también se podría generar energía para el funcionamiento de estas mismas plantas.

“No buscamos únicamente remover la materia orgánica, que es lo tradicional, queremos extraer todos los productos que se puedan obtener y tengan un valor agregado. El agua residual no debe verse ya como un desperdicio, sino una materia prima, como una biorefinería de agua residual”, dijo el experto integrante de la Academia Mexicana de Ciencias.

El metano es uno de los productos que se obtienen de los residuos orgánicos extraídos del agua residual a partir de un tratamiento anaerobio y en este proceso también se puede obtener CO2 y agua limpia.

Buitrón Méndez destacó que desde hace 10 años él y su equipo de colaboradores comenzaron a trabajar en esta línea conociendo el nexo muy estrecho que hay entre agua y energía. Para tratar el agua se necesita energía y el costo del tratamiento de agua está asociado con el consumo de la energía.

“Primero se buscó minimizar el consumo de energía, lo más común es utilizando un proceso anaerobio. La biomasa que se genera de esta manera se pasa a un proceso aerobio del cual se obtiene biogas (que es gas metano y CO2) y con eso se produce electricidad”.

Productos de valor agregado

Además del metano, continuó el especialista en ingeniería ambiental, hay otros productos de un valor agregado mayor que se pueden extraer, por ejemplo, plásticos biodegradables.

“Obtener olihidroxialcanoatos (una familia de compuestos con los que se fabrican los plásticos biodegradables) representaría un negocio de grandes proporciones. Estos plásticos se fabrican utilizando azúcares (fructuosa o sacarosa), y la idea es utilizar el agua residual para obtener la materia orgánica y elaborar plásticos (bolsas para basura por ejemplo). Para hacer esto se necesitan investigación y tecnología, que es lo que nosotros estamos haciendo”, explicó.

Otro producto que estudia el investigador y su equipo de colaboradores es el hidrógeno, que tiene 4.2 veces más poder que el metano. “Lo interesante es que al utilizarlo en celdas de combustible se convierte en electricidad y eso es muy eficiente comparado con los sistemas de combustión actuales donde hay gran pérdida calórica. Actualmente, este elemento se obtiene del gas natural, pero nosotros proponemos una alternativa a partir de los residuos orgánicos obtenidos del agua residual”, dijo.

Buitrón Méndez añadió que en el tratamiento de aguas residuales estudian el sistema de las microalgas que se han propuesto para obtener biodisel. Los procesos de tratamiento de aguas residuales se dividen en dos tipos: aerobios (son rápidos y requieren un menor tamaño de tanque y un mayor consumo de energía, y anaerobios, que no necesitan energía pero son lentos). “Nosotros queremos generar una simbiosis de microalgas y bacterias, que no necesite un gran consumo de energía pero que sea rápido”.

La característica que tienen las microalgas es su capacidad para almacenar lípidos (grasas), los cuales se pueden transformar después en biodisel. Buitrón Méndez propone utilizarlas para tratar agua residual y que la biomasa que se genere se utilice para producir metano e hidrógeno, puesto que la ventaja es que se aprovecha la simbiosis microalgas-bacterias, con lo cual el consumo de energía es bajo y el proceso rápido.

“Las microalgas generan el oxígeno que van a utilizar las bacterias que están en el medio para degradar la materia orgánica, entonces es un sistema aerobio sin necesidad de meter oxígeno mecánicamente como en los sistemas tradicionales”, explicó.

El científico destacó que es un sistema probado el cual ya se utiliza en Europa, donde la energía que se necesita para operar las plantas se produce en las mismas. Incluso han ido más allá, porque generan más electricidad de la que consumen, el máximo que han producido algunas tecnologías es 20% mayor de la energía que emplean.