El crecimiento demográfico y social de la humanidad y el desarrollo de infraestructuras de saneamiento y de tratamiento de aguas van estrechamente ligados. Gracias a ellas, vivimos en entornos salubres y minimizamos el impacto al medio que nos rodea y del que nos abastecemos.

Detalle de una EDAR municipal

La cada vez mayor importancia de la economía circular está impulsando el sector de tratamiento de aguas hacia un cambio de paradigma. Muchos de los contaminantes de nuestras aguas –carga orgánica, nitrógeno, metales, celulosa de papeles, grasas y aceites, etc.- no son sino posibles recursos para la obtención de otros productos de alto valor, tales como energía, bioplásticos o fertilizantes. Las plantas de tratamiento de aguas, tanto urbanas como industriales, comienzan así a evolucionar de puntos donde tratar nuestras aguas hacia centros de recuperación y obtención de recursos; para ello se están investigando las siguientes tecnologías:

Tecnologías de membranas

Mediante tecnologías de membranas como ósmosis directa, o contactores de membrana, o mediante tecnologías combinadas -como biorreactores anaerobios de membrana– se investiga la concentración y extracción de nutrientes del agua residual (nitrógeno y fósforo, principalmente) al mismo tiempo que se genera agua de calidad para reúso y biogás.

Tecnologías de biosorción/adsorción

Gracias al uso de este tipo de tecnologías es posible retener los recursos presentes en corrientes acuosas. Procesos biotecnológicos, basados en microorganismos, hongos y enzimas, para llevar a cabo la biosorción selectiva de metales con elevado valor económico presentes en dichas corrientes.

Además, de igual modo también se pueden aplicar estas tecnologías de adsorción basadas en materiales novedosos, como el biochar, para la recuperación de otros metales de interés.

Tecnologías electroquímicas

Las tecnologías electroquímicas presentan un elevado potencial para la recuperación de iones presentes en diferentes tipos de corrientes acuosas residuales. Así mismo, son respetuosas con el medioambiente ya que se evita la adición de grandes cantidades de reactivos al medio y permiten la recuperación de metales sin una posterior fase de separación, ya que el precipitado del metal de interés se encontrará en la superficie e inmediaciones del electrodo. Se han desarrollado procesos de electroprecipitación para la recuperación en forma de hidróxidos de metales de interés económico tales como el Magnesio presente en lixiviados de vertedero.

Biotransformación

Todas las aplicaciones anteriores tienen un punto común: la recuperación de recursos ya existentes en las aguas residuales. Pero también es posible la obtención de recursos que, aún sin estar presentes en las aguas, pueden ser generados a partir de ellas. Los lodos de depuradora están constituidos principalmente por biomasa bacteriana, que es rica en biomoléculas orgánicas tales como proteínas, carbohidratos, lípidos, etc. estas biomoléculas pueden ser transformadas mediante un proceso de hidrólisis enzimática en pépticos y aminoácidos, los cuales son una fuente de nitrógeno orgánico, que puede ser usada en fertilización agronómica.

De igual modo, mediante bacterias específicas que acumulan PHAs como reservas de carbono y energía, se pueden transformar corrientes con alto contenido en materia orgánica biodegradable en bioplásticos.

El ejemplo más común de la aplicación de estrategias de economía circular en depuradoras son los lodos de depuradoras urbanas, un subproducto con frecuencia revalorizado en agricultura. En la visión de la EDAR como un centro de obtención de recursos se va un paso más allá. No se busca únicamente la revalorización de los residuos generados en una EDAR convencional, sino que los procesos de tratamiento de las aguas residuales son desde un principio diseñados y operados buscando tanto la depuración de las aguas entrantes como la recuperación y obtención de materias primas secundarias.

Las materias primas secundarias a obtener varían mucho de la tipología de aguas que trate la EDAR –las aguas de una industria láctea, por ejemplo, serán ricas en grasas, proteínas, o ácidos lácticos, entre otros, mientras que las de un ayuntamiento serán ricas en nitrógeno en forma de amoníaco y amonio, en fósforo, o en materiales como la celulosa del papel higiénico. Sin embargo, sea cual sea su tipología todas las depuradoras cuentan con recursos en gran cantidad y variedad, a la espera de la implementación de las tecnologías y procesos necesarios para su nueva inclusión en cadenas de valor industriales.