De lodos de cloaca a sintegás y biocarbón: nuevas perspectivas para municipios pequeños
La producción de lodos de cloaca en las plantas de tratamiento de aguas residuales europeas sigue aumentando y, a pesar de su contenido en materia orgánica y nutrientes, a menudo estos lodos acaban en vertederos o incineradoras. El proyecto PYROCHAR ha desarrollado una tecnología que permitirá la valorización de estos lodos en comunidades de menos de diez mil habitantes, y a un coste muy inferior al de los vertederos y la incineración. La degradación del suelo es una amenaza para las tierras cultivables de toda Europa. Además, la Unión Europea está buscando nuevas formas de valorizar los lodos de cloaca producidos en las plantas de tratamiento de aguas residuales. Por estos motivos, una solución para producir enmiendas de suelo a partir de lodos de aguas residuales que beneficie a los agricultores sería de gran utilidad. Imagínese que forma parte de una pequeña comunidad que no cuenta con ninguna planta de tratamiento de lodos de aguas residuales cerca. Es probable que el transporte de los lodos a la incineradora más cercana sea demasiado caro y el uso de los vertederos es una opción cada vez menos atractiva para los ciudadanos preocupados por el medio ambiente y las autoridades de la Unión Europea. En un escenario así, la necesidad de una alternativa es aún más urgente. El proyecto PYROCHAR (PYROlysis based process to convert small WWTP sewage sludge into useful bioCHAR) podría representar exactamente lo que los municipios de menos de diez mil habitantes han estado buscando. Desde 2013, el equipo del proyecto ha estado desarrollando un proceso rentable y energéticamente eficiente para la transformación termoquímica de los lodos de aguas residuales municipales en biocarbón (carbón obtenido mediante pirólisis) y gas de síntesis (sintegás), ambos productos de gran utilidad. El Dr. Olivier Lepez, presidente y director general de ETIA y coordinador del proceso PYROCHAR, nos explica la manera en la que esta tecnología abordará el problema actual de los municipios pequeños a la hora de gestionar sus crecientes cantidades de lodos de aguas residuales, a la vez que podría proporcionar a los agricultores una solución sin costes para el esparcimiento de lodos en las tierras. Según su opinión, ¿cuáles son los principales problemas relacionados con las plantas de tratamiento de lodos que tienen las pequeñas comunidades? A menudo, las pequeñas comunidades con una población de diez mil habitantes o equivalente se enfrentan al problema de que las plantas incineradoras de lodos están ubicadas a mucha distancia, por lo que el transporte de los lodos para su incineración tiene unos costes muy elevados. Por este motivo, estas comunidades recurren frecuentemente a los vertederos, una opción cada vez más problemática. De hecho, muchos países ya han prohibido los vertederos. Ayudar a estas comunidades a encontrar alternativas a los vertederos o a los altos costes de la incineración es un reto importante. Por ejemplo, en Francia tenemos alrededor de dieciocho mil plantas de tratamiento de agua. Aproximadamente un 93 % de estas plantas son utilizadas por pequeñas comunidades de diez mil habitantes o menos. ¿Cómo contribuye a solucionar este problema la tecnología de PYROCHAR? La tecnología de PYROCHAR es una tecnología completa. Normalmente, las plantas de tratamiento de agua producen lodos que se procesan en una centrifugadora. El resultado es un lodo con aproximadamente un 80 % de humedad y un 20 % de materia seca que, de hecho, es la única materia prima que se produce. Sin embargo, en el proceso de PYROCHAR, el secado del lodo es solo el primer paso. En las comunidades de diez mil habitantes o equivalente, el caudal medio es de unos 100 kw/h de lodo húmedo. Este caudal se introduce en un secador para obtener de 20 a 22 kg de materia seca. Esta materia seca se somete a un proceso de pirólisis a alta temperatura para contribuir a su cuantificación. Alrededor de un 50 % de este lodo se transforma en sintegás con una calidad de unos diecisiete megajulios por litro cúbico. A continuación, se quema este gas para producir vapor y suministrar la energía que requiere el secador. Por otro lado, también se produce un biocarbón que, en función de los contaminantes que contenga, puede potencialmente valorizarse como enmienda de suelo o combustible sólido. ¿Existen otras opciones para valorizar el sintegás y el biocarbón producidos por la tecnología de PYROCHAR? Para el sintegás hay dos posibilidades. Además de producir vapor para el secador, también podemos utilizar el sintegás para alimentar un motor de gas con el que generar electricidad, en caso de que el cliente ya tenga su propia fuente de energía para el secador. Para el biocarbón, la solución depende de los contaminantes. Los lodos de aguas residuales pueden estar contaminados por metales pesados, productos farmacéuticos o sustancias químicas. A pesar de que el proceso de pirólisis permite crear un biocarbón que es absolutamente estéril (sin olores ni patógenos) y del que han desaparecido todas las moléculas orgánicas, es posible que aún contenga algunos restos de metales pesados. En tal caso, no será posible utilizar el biocarbón para la agricultura, pero sí que puede quemarse: su calidad es de unos diez a quince megajulios por kilogramo. En el caso de las pequeñas comunidades, que generalmente no cuentan con industrias conectadas a la planta de tratamiento de aguas residuales, lo más probable es que el lodo no esté contaminado por metales pesados, de forma que el biocarbón se podría utilizar como un buen fertilizante o enmienda del suelo. ¿La adopción de este tipo de tecnología será asequible para las pequeñas comunidades? Uno de nuestros objetivos es lograr un precio competitivo. Queremos ofrecer una solución que cueste aproximadamente entre cincuenta y sesenta euros por tonelada de lodo húmedo. Actualmente, los costes de vertedero son de entre 60 y 80 euros por tonelada y los costes de incineración, de entre 100 y 200 euros por tonelada, en función del país. ¿De qué manera piensa que esta tecnología será útil para los agricultores? ¿Tendrán que pagar para obtener este biocarbón? Para los municipios, sería una gran acción de carácter social ofrecer a sus agricultores la oportunidad de utilizar el biocarbón en sus explotaciones agrícolas, ya fuera de manera gratuita o a un precio negociado. Esta decisión depende del modelo de negocio y de la viabilidad económica del sistema. Si la única alternativa para la comunidad es la incineración a 200 euros por tonelada, está claro que el margen para poder ofrecer el biocarbón a los agricultores es considerable. Por otro lado, si la diferencia entre el precio actual y el potencial es más reducida, entonces la comunidad puede tener que poner un precio al biocarbón. ¿En qué punto se encuentran, en lo relativo al desarrollo del prototipo? Ya hemos finalizado casi todas las tareas planificadas en los paquetes de trabajo. El único elemento que queda por demostrar es la conexión del motor de gas al sintegás. Ya hemos realizado ensayos sobre secadores y sobre la pirólisis de alta temperatura y hemos analizado el sintegás y el biocarbón. El siguiente paso es conectar todos los componentes y se realizará en agosto/septiembre. Las pruebas finales, que incluyen el motor de gas, se realizarán en septiembre/octubre. Hasta la fecha, ¿han visto interés en esta tecnología por parte de las pequeñas comunidades? No hemos comenzado a promocionar el proceso, ni lo haremos hasta que tengamos suficientes datos, pero ya hemos empezado a ver cierto interés por parte de las pequeñas comunidades. Las actividades de difusión comenzarán en octubre, y nos proporcionarán mucha información sobre el potencial comercial de nuestra tecnología. ¿Qué planean los integrantes del proyecto tras la finalización del proyecto? Si todo sale tal y como se espera, la idea es crear un prototipo de planta de mayor escala y preparar un programa para la industrialización y la comercialización. Nos gustaría solicitar financiación del programa marco Horizonte 2020, pero solo cuando tengamos un prototipo completo y validado. Para más información, consulte: PYROCHAR http://www.pyrochar.eu/
Países
Francia