Recuperación del fósforo en estaciones depuradoras de aguas residuales

  • La iniciativa persigue contribuir a la eliminación de una importante fuente de contaminación revalorizando un subproducto industrial muy abundante en España. El presupuesto del consorcio es de 697.000 euros, y se enmarca en la convocatoria Retos Colaboración.

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El fósforo es un elemento químico fundamental para los organismos vivos que no tiene sustituto conocido. Actualmente se aplica abundantemente como fertilizante para aumentar la cantidad de nutrientes en la tierra, hasta el punto de que se encuentra en una situación de riesgo de escasez.

Los grupos de investigación Diseño y Optimización de Procesos y Materiales (DIOPMA) y Biotecnología Ambiental de la Universidad de Barcelona participan en un nuevo proyecto cuyo objetivo es diseñar y desarrollar una solución tecnológica para recuperar de manera eficiente y económica el fósforo que contienen las aguas residuales urbanas. Esta innovadora metodología persigue contribuir a la eliminación de una importante fuente de contaminación de los acuíferos y también fomentar la economía circular, al aprovechar durante el proceso un subproducto industrial muy abundante en España.

Recuperación del fósforo en estaciones depuradoras de aguas residuales

MAGNYFOS –éste el nombre del proyecto– tiene un presupuesto total cercano a los 697.000 euros, y forma parte de la convocatoria Retos Colaboración del Ministerio de Ciencia e Innovación, cuyo objetivo es la financiación de proyectos en cooperación entre empresas y organismos de investigación.

El consorcio está liderado por Navarra de Infraestructuras Locales, S.A. / Departamento de Cohesión Territorial del Gobierno de Navarra (NILSA) y, además de la UB, a través de su OTRI –la Fundación Bosch i Gimpera–, cuenta con la participación de las empresas Magnesitas Navarras, S.A. y Ceit.

Un problema medioambiental y económico

El alto consumo agrícola del fósforo, por sus propiedades beneficiosas, ha hecho que se convierta en una importante fuente decontaminaciónde las aguas. Su vertido, junto con el de otros nutrientes como el nitrógeno, genera la eutrofización, un aumento masivo de nutrientes en los acuíferos que provoca un crecimiento desmesurado de algas y plantas.

Este aumento disminuye la concentración de oxígeno disuelto en el agua, causando la muerte de peces y destruyendo el ecosistema existente.Además, el fósforo no solo presenta problemas de abastecimiento o medioambientales. En aquellas corrientes en las que se encuentra en suficiente concentración tiende a precipitar de forma incontrolada en las paredes de las tuberías, hasta llegar a colapsarlas, generando problemas económicos en el funcionamiento de las plantas.

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Ante esta situación, la normativa europea obliga a eliminar el fósforo en las estaciones depuradoras (EDAR) más grandes como parte del tratamiento de aguas residuales, pero su recuperación presenta complicaciones. “Algunas plantas de reciclaje ya compatibilizan la depuración del fósforo de las aguas residuales con la recuperación de este elemento químico.

Sin embargo, el elevado coste de los reactivos hace que la mayoría de los procesos fisicoquímicos que emplean sean poco viables económicamente para estaciones con una capacidad de tratamiento de entre 10.000 y 100.000 habitantes equivalentes, que constituyen la mayoría de las EDAR en España”, explica Josep Maria Chimenos, miembro de DIOPMA y profesor del Departamento de Ciencia de los Materiales y Química Física.

Transformar el fósforo reciclado en fertilizante

El nuevo proceso desarrollado en el marco del proyecto MAGNYFOS será más económico, ya que se basará en la utilización de subproductos de magnesio generados durante la calcinación de la magnesita natural,un mineral con diferentes aplicaciones industriales. En este contexto,DIOPMA es uno de los grupos de referencia en la revalorización de este elemento químico, ya que desde 1996 colabora con Magnesitas Navarras en diferentes investigaciones sobre el uso de subproductos de magnesio para, por ejemplo, el tratamiento de excrementos de la ganadería en el sector porcino o el tratamiento de suelos contaminados.

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“El objetivo es recuperar el fósforo utilizando estos subproductos para precipitar la formación de estruvita, un cristal que puede usarse como fertilizante organomineral o como precursor para la formulación de estos fertilizantes”, señala Josep Maria Chimenos.

Impulsar la sostenibilidad y la economía circular

Este proyecto se enmarca en un contexto en el que la escasez de materias primas es un problema prioritario para la industria, para los órganos de gobierno y para la sociedad en general, y que requiere de un uso eficiente de los recursos naturales para combatirla. “En un país vulnerable al cambio climático como es España la necesidad de proteger la biodiversidad y los recursos, principalmente hídricos, es muy importante.

Por este motivo, las prioridades en la gestión de residuos empujan cada vez más a la recuperación de elementos a partir de corrientes residuales”, destaca Sergi Astals, investigador posdoctoral Ramón y Cajal del Departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Barcelona.

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De esta manera, este proceso, además de las ventajas fisicoquímicas, permitirá un ahorro en costes de operación y una mejora en la sostenibilidad medioambiental, contribuyendo al impulso de la economía circular. “El proyecto avanza en la moderna concepción de las EDAR como estaciones de recuperación y revalorización de recursos, provenientes ya no sólo de las aguas residuales sino también de subproductos industriales”, concluye Sergi Astals.

LaFundación Bosch i Gimperaes la unidad de transferencia de tecnología e innovación de la Universidad de Barcelona. Ésta se encarga de trasladar a la sociedad los resultados de la investigación, a través de la creación de spin-offs, la licencia de patentes, o mediante contratos con empresas e instituciones, contribuyendo así a la competitividad del tejido empresarial y a la mejora del bienestar social.

En 2019, se han gestionado 826 proyectos y contratado 33,85 millones de euros. Durante el período 2016 – 2019 se han licenciado 36 tecnologías y creado 5 spin-off. Desde la FBG trabajamos para el cumplimiento de los Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS) a través de actividades de transferencia que impactan en los 17 ODS.

ElMinisterio de Ciencia e Innovación - Agencia Estatal de Investigación, dentro de la convocatoria de Proyectos de I+D+i Retos Colaboración del Programa Estatal de Investigación, Desarrollo e Innovación Orientada a los Retos de la Sociedad, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación 2017-2020, concedió una ayuda al proyecto “Utilización de subproductos de magnesio para la recuperación del fósforo en estaciones depuradoras de aguas residuales mediante precipitación de estruvita – MAGNYFOS”, liderado por Navarra de Infraestructuras Locales, S.A., con número de expediente RTC2019-007257-5.

Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación - Agencia Estatal de Investigación dentro del Subprograma Retos Colaboración, convocatoria 2019. El proyecto está cofinanciado por la Unión Europea a través del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) con el objetivo de promover el desarrollo tecnológico, la innovación y una investigación de calidad.

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