Microalgas para desinfectar el agua

El uso de las biotecnologías para el tratamiento en la depuración de aguas residuales  forma parte de una de las líneas de investigación de los últimos años en las que la aplicación de este recurso biológico está cobrando peso para analizar también otros usos como la obtención de biocombustibles o incluso en los ámbitos de la nutrición y de la salud. 

El uso de microalgas como alternativa a los sistemas de depuración convencionales, a base de bacterias, presentan, a priori, varias ventajas entre las que se encuentra el menor coste energético, la absorción CO2 de la atmósfera mitigando el cambio climático por disminución de este gas de efecto invernadero, la reducción de la huella de carbono y, además, la obtención de otros bioproductos de valor añadido. En definitiva, un proceso más sostenible. 

Las plantas depuradoras que han ensayado en la actualidad la tecnología de depuración con microalgas se cuentan con los dedos de una mano en España y se encuentran ubicadas en climas cálidos y expuestas a una importante radiación solar. Por ello el Grupo de Investigación Reconocido (GIR) en Economía Circular y Gestión Sostenible, (ECOGES), en el que participan diez profesionales de la Universidad de Valladolid, Universidad Politécnica de Madrid, Universidad de Zaragoza y el CEDER-CIEMAT, decidió investigar el rendimiento de las microalgas para depuración de acuerdo a diferentes variaciones climáticas, en las que se ha tenido en cuenta el modelo ambiental de la provincia de Soria. 

Las microalgas son organismos fotosintéticos de tamaño microscópico que crecen en un medio acuoso. Son los mismos que originan la eutrofización cuando se contamina un lago o un río con materia orgánica con nitrógeno y fósforo y que crecen de manera espontánea. En este proceso es necesaria la radiación solar, fundamental para su reproducción y crecimiento. Para usarlas en los ensayos para la depuración su crecimiento ha sido controlado. 

El grupo de investigación ha iniciado los ensayos del rendimiento de las microalgas en el laboratorio para posteriormente implantar la tecnología en una planta depuradora en funcionamiento en Soria y cotejar los dos estudios. 

Los resultados obtenidos en el laboratorio han resultado bastante satisfactorios. «Hemos visto que el sistema es muy robusto,  esto es en sí una novedad,  y  en condiciones más extremas de menos o más luz los rendimientos de depuración son bastante buenos», explica Ignacio Godos, miembro del equipo de investigación, quien subraya que una vez depurada el agua no solo cumple con la normativa de vertido sino que tiene niveles compatibles para determinados usos, como el riego.

En este sentido agrega que en la actualidad  con los sistemas convencionales empleados por las depuradoras si se desea obtener agua con parámetros para ser reutilizada tiene que someterse a tratamientos terciarios como filtraciones, oxidaciones avanzadas y/o desinfección con ozono, UV o cloro. En este ensayo se ha comprobado la eliminación de los patógenos, «las algas además de depurar el agua residual la desinfectan», asevera Félix Gonzalo Ibrahim, investigador del proyecto. 

Para el estudio los investigadores han realizado ensayos de simulación climática en los que han programado ciclos de luz con variación de intensidad, para lo que se ha usado iluminación LED.  Las variaciones de intensidad se acompañaron de una temperatura constante propia de cada condición climática, con el ensayo concreto de tres estaciones, verano, invierno y primavera y con episodios puntales como la lluvia. Las tomas de muestra de agua, procedentes de una depuradora, se realizaron cada dos días entre 70-90 días seguidos en cada estación climática y los parámetros analizados han sido los sólidos suspendidos, la  demanda química de oxígeno, nitrógeno, fósforo, carbono orgánico e iones.  

En cada una de las condiciones en las que se hicieron los análisis, se comprobó que el uso de microalgas como tratamiento de depuración elimina de manera eficaz el nitrógeno y el fósforo presentes en las  aguas residuales, reduciendo la carga contaminante hasta el 95%. Además se ha apreciado en el laboratorio que las algas han desinfectado patógenos y otros contaminantes que habitualmente desaparecen mediante los tratamientos terciarios de alto coste económico en las EDAR.  

La investigación incluye también el estudio de los contaminantes emergentes, como fármacos, productos de limpieza y pesticidas, entre otros, para comprobar el rendimiento de eliminación de las microalgas con ellos. Si bien ahora la normativa de vertidos no lo exige en un futuro próximo se van a regular y «tener información sobre estos contaminantes es ir un paso por delante de lo que van a exigir las futuras normativas de agua residual», puntualiza Godos.  

El investigador subraya que  los resultados de estos ensayos son prometedores porque aunque la depuración con microalgas ha comenzado a desarrollarse «se sigue contemplado desde el sector de la gestión del agua como un proceso  no tan robusto como el que se conoce de las bacterias». Añade que el sistema validado en el laboratorio no tiene fluctuaciones,  «de las mejores a las peores condiciones climáticas cumple la normativa de vertido y en materia de desinfección también se ha visto que es bastante independiente de la cantidad de luz».

Con estos resultados, el equipo ha instalado una planta piloto en una EDAR de la provincia de Soria en la que se han comenzado a tomar muestras para comparar el ensayo del laboratorio con el ensayo en una planta depuradora real en funcionamiento.