Una nueva tecnología convierte los lodos de depuradora en gas natural renovable y reduce a la mitad los costes de tratamiento

Un estudio piloto demuestra que un pretratamiento avanzado de los lodos permite aumentar un 200% la producción de biometano y mejorar la valorización energética de los residuos urbanos.

Un equipo de investigadores ha desarrollado un nuevo método para el tratamiento de lodos de depuradora capaz de incrementar significativamente la producción de gas natural renovable y reducir los costes asociados a la gestión de estos residuos. Los resultados, publicados en la revista Chemical Engineering Journal, apuntan a una posible vía para mejorar la sostenibilidad y la eficiencia energética de las estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR).

La investigación, liderada por la Universidad Estatal de Washington (WSU), en EE.UU., evaluó un sistema de pretratamiento aplicado a lodos procedentes de una planta de tratamiento de aguas residuales. Según los resultados obtenidos, la tecnología permitió generar un 200% más de gas natural renovable en comparación con los procesos convencionales y reducir cerca de un 50% los costes finales de gestión del residuo.

Las plantas depuradoras consumen grandes cantidades de energía para el tratamiento de las aguas residuales urbanas. En Estados Unidos, representan entre el 3% y el 4% de la demanda eléctrica total y, en muchos municipios, constituyen uno de los principales consumidores de electricidad. Además, los procesos asociados al tratamiento generan emisiones significativas de gases de efecto invernadero.

Actualmente, aproximadamente la mitad de las cerca de 15.000 plantas de tratamiento de aguas residuales estadounidenses utilizan digestión anaerobia para reducir el volumen de los lodos y producir biogás. Sin embargo, este proceso presenta limitaciones para degradar completamente los compuestos orgánicos complejos presentes en el residuo. Como consecuencia, una parte importante de los biosólidos resultantes acaba siendo destinada a vertedero.

Para superar estas limitaciones, los investigadores incorporaron una etapa previa de tratamiento basada en altas temperaturas y presiones, junto con la inyección controlada de oxígeno. En estas condiciones, el oxígeno actúa como catalizador y favorece la ruptura de las largas cadenas poliméricas presentes en la materia orgánica, facilitando posteriormente su degradación biológica.

Los ensayos mostraron que este pretratamiento redujo el coste de gestión de los lodos desde 494 dólares hasta 253 dólares por tonelada de materia seca. Además, permitió aumentar considerablemente la cantidad de materia orgánica transformada en energía útil.

El proceso se complementó con el uso de una cepa bacteriana desarrollada y aislada por el propio equipo investigador, capaz de transformar el dióxido de carbono presente en el biogás en metano mediante la incorporación de hidrógeno. Gracias a este sistema de mejora biológica del biogás, los investigadores obtuvieron un gas renovable con una pureza del 99% en metano, apto para su inyección en red o para usos energéticos equivalentes a los del gas natural fósil.

Según los responsables del proyecto, la combinación del pretratamiento avanzado y la valorización biológica del biogás permite convertir hasta el 80% de los lodos de depuradora en productos energéticos aprovechables, aumentando la recuperación de recursos y reduciendo la cantidad de residuos destinados a eliminación.

Los investigadores consideran que la tecnología podría aplicarse también a otros flujos de residuos orgánicos, ampliando su potencial dentro de estrategias de economía circular y producción de energía renovable. El equipo trabaja actualmente en el escalado industrial del proceso junto a socios empresariales, mientras continúa desarrollando aplicaciones para distintos tipos de residuos biodegradables.