Un estudio piloto que empleó un nuevo método para tratar eficientemente los lodos de depuradora generó gas natural renovable al tiempo que redujo a la mitad el coste del tratamiento.

El equipo de la Universidad Estatal de Washington describió el proceso esta semana en la revista Chemical Engineering Journal, promocionándolo como una forma de ayudar a las comunidades a limpiar sus residuos de manera sostenible, al tiempo que les proporciona gas natural renovable para sus necesidades energéticas.

Cuando los investigadores pretrataron los lodos recogidos de una planta de tratamiento de aguas residuales cercana, produjeron un 200 % más de gas natural renovable en comparación con las prácticas actuales, y redujeron el coste de eliminación en casi un 50 %.

“Esta tecnología básicamente convierte hasta el 80% de los lodos residuales en algo valioso”, dijo la profesora Birgitte Ahring de la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería de la WSU, y una de las autoras del artículo.

El gas renovable puede utilizarse del mismo modo que el gas natural procedente de combustibles fósiles —para la generación de electricidad, la calefacción doméstica o el transporte—, todo ello sin la grave huella climática que dejan los combustibles fósiles.

Las plantas de tratamiento de aguas residuales utilizan grandes cantidades de electricidad para limpiar las aguas residuales municipales, lo que representa entre el 3% y el 4% de la demanda total de electricidad en los EE. UU.

Suelen ser los mayores consumidores de electricidad en una comunidad pequeña. Sus procesos de tratamiento también contribuyen al calentamiento global, añadiendo anualmente unos 21 millones de toneladas métricas de gases de efecto invernadero a la atmósfera.

Aproximadamente la mitad de las cerca de 15.000 plantas de tratamiento de aguas residuales en los EE. UU. utilizan la digestión anaeróbica para reducir los desechos y producir biogás, pero el proceso, en el que los microbios descomponen los desechos, es ineficiente y tiene dificultades para descomponer todas las moléculas complejas del lodo.

Además, el biogás, compuesto de dióxido de carbono y metano, tiene un uso limitado, mientras que los lodos residuales, llamados biosólidos, suelen acabar en vertederos.

Para su estudio (financiado por la Oficina de Tecnologías de Bioenergía del Departamento de Energía de EE. UU.), el equipo de WSU añadió un paso de pretratamiento, tratando el lodo a alta temperatura y presión con oxígeno añadido antes del proceso de digestión anaeróbica. La pequeña cantidad de oxígeno en condiciones de alta presión actúa como catalizador para descomponer las largas cadenas de polímeros presentes en el material.

Los investigadores demostraron que su pretratamiento redujo el coste del tratamiento de las aguas residuales de 494 a 253 dólares por tonelada de sólidos secos.

Posteriormente, el equipo utilizó una cepa bacteriana novedosa que descubrieron y aislaron para mejorar el biogás, convirtiendo el dióxido de carbono con hidrógeno en metano o gas natural renovable. Los investigadores analizaron y verificaron el gas renovable, demostrando que tenía una pureza del 99 % de metano.

“Esta cepa bacteriana no necesita nada; es muy resistente”, declaró Ahring en un comunicado de prensa . “No necesita aditivos orgánicos ni muchos cuidados. Se desarrolla bien con agua y una pastilla de vitaminas”.

Con la ayuda de la Oficina de Innovación y Emprendimiento de la WSU, los investigadores han patentado la cepa bacteriana y ahora están trabajando con un socio industrial para desarrollar un proyecto a mayor escala.

“Este enfoque no solo mejora la eficiencia de la conversión de carbono y el rendimiento de metano, sino que también permite la producción directa de gas natural renovable apto para su transporte por gasoducto con un contenido mínimo de CO2, abordando dos limitaciones importantes de los sistemas existentes de conversión de lodos en energía mediante una metodología única y escalable”, afirmó Ahring.

Fuente: GGN