Pilas de combustible microbiano para tratar los residuos agrícolas e industriales a microescala
La eliminación de flujos de residuos orgánicos constituye una gran traba para la productividad y rentabilidad de las industrias de procesamiento de bebidas y productos agroalimentarios (a-FDPI, por sus siglas en inglés) de la UE. Hasta la fecha, no existe una tecnología a microescala viable para el desecho seguro de residuos orgánicos y para recuperar parte de los 288 teravatios/hora de energía potencial que existe en el sector de a-FDPI como biogás rico en hidrógeno/metano. H2AD-aFDPI, una iniciativa financiada con fondos europeos, ha afrontado este desafío desarrollando una novedosa tecnología a microescala para el desecho rápido y seguro de efluentes orgánicos, denominados H2AD. La tecnología se basa en un proceso biotecnológico industrial de alta eficiencia que reduce la demanda química de oxígeno (DQO) del contenido orgánico. Entonces, la energía de los residuos se convierte en biogás rico en metano e hidrógeno. «La tecnología principal es una pila de combustible microbiano (MFC) de circuito cerrado e integrada, basada en un híbrido novedoso de digestión anaeróbica tradicional y tecnología de MFC convencional», explica Darren Bacon, coordinador del proyecto de ingeniería. No obstante, al contrario que la tecnología de MFC convencional, se genera una reacción microbiana con el potencial de provocar estimulación eléctrica de un modo completamente anaeróbico. El resultado es un proceso de conversión de residuos en energía que reduce rápidamente, hasta unos niveles seguros, la DQO y el total de sólidos producto de la suspensión en los flujos de residuos orgánicos. Combinando el tratamiento de residuos con la obtención de energía Los investigadores construyeron unidades H2AD para el tratamiento previo y posterior de residuos orgánicos en cinco puntos situados en diferentes lugares de Europa. Cada una de las instalaciones escogidas generaba una amplia variedad de residuos orgánicos, lo cual constituía una oportunidad de desarrollar un tratamiento de residuos novedoso mientras se obtenía biogás rico en energía. «Las cinco unidades para las pruebas se instalaron y pusieron en marcha satisfactoriamente, superando los desafíos específicos de cada instalación para obtener pruebas satisfactorias y resultados contundentes que demuestran la eficiencia, fiabilidad y adaptabilidad de las tecnologías», señala Bacon. El objetivo de las pruebas sobre el terreno era confirmar el rendimiento de retorno acelerado previsto de H2AD para el tratamiento de efluentes orgánicos derivados de entornos operativos en el sector de a-FDPI. Los investigadores midieron el rendimiento de H2AD y desarrollaron modelos de periodos de retorno previstos de las unidades de H2AD alimentadas con lodos para los flujos de residuos del procesamiento de bebidas de frutas, el procesamiento de productos lácteos, las microfábricas de cerveza y la agricultura mixta. Beneficioso para un amplio mercado Los resultados revelaron una reducción mayor de la prevista en los contaminantes orgánicos y una composición excelente del biogás. Según Bacon: «En Valencia, España, los socios del proyecto trataron residuos espesados de un productor de helados local. La DQO de los residuos de alta resistencia se redujo de forma sistemática en más de un 90 %, mientras que se generaba biogás con un contenido de metano de hasta el 80 %. Estos resultados superaron con creces todas las expectativas para la tecnología, especialmente con esta forma tan complicada de lodos de residuos espesados». El proyecto también descubrió que existía un mercado amplio y diverso que podría emplear la tecnología H2AD, por ejemplo en el sector de productos lácteos, que incluye la producción de helado y queso. «H2AD se centrará en estos mercados en la primera fase de comercialización para pasar después a los mercados de refrescos, cervezas, agricultura y productos alimentarios en general en la esfera europea y, eventualmente, también en terceros países», señala Bacon. «Actualmente se están organizando ensayos para H2AD en el Reino Unido en los sectores de la fabricación de quesos, cerveza y sidra, así como en otros sectores alimentarios, para respaldar nuestras actividades comerciales», concluye.
Palabras clave
H2AD-aFDPI, residuos orgánicos, biogás, pila de combustible microbiano, digestión anaeróbica
