Cómo crear energía desde tu inodoro

El círculo perfecto está a punto de cerrarse en Chiclana de la Frontera. Sin pretenderlo, unos 60.000 habitantes de esta localidad gaditana le demostrarán a Europa que, con los residuos orgánicos que desechan diariamente por sus retretes, se puede propulsar vehículos alimentados por biogás. La demostración a escala industrial, tan escatológica como pionera, se desarrolla en la estación depuradora de aguas residuales (EDAR) de El Torno y encara ahora su fase clave. Desde 2011, el proyecto de la Unión Europea, bajo el nombre de All-gas y liderado por la empresa española Aqualia, investiga la utilización de los nutrientes que contienen las aguas residuales para cultivar microalgas y transformarlas en biocombustible, gas natural comprimido vehicular. Y, de momento, los resultados no pueden ser más alentadores.

El objetivo final es producir biogás a partir de las algas y generar un residual con alto poder fertilizante para la aplicación agrícola

Quizás por eso, Zouhayr Arbib, el jefe del proyecto All-gas está empeñado en demostrar que, en el campo de los residuos orgánicos, nada es lo que parece. “No me gusta llamarle residuos, porque realmente son materias primas de medio valor”, explica. De paso, derriba unos cuantos mitos más: las depuradoras no tienen por qué ser instalaciones que consumen importantes cantidades de energía con el único fin de tratar aguas fecales. Ahora, All-gas va por el camino de demostrar que, más bien, son espacios de “oportunidad” donde “se pueden evitar los mismos errores del pasado”. En la depuradora de El Torno (que da servicio a los vecinos del centro de Chiclana), “con el nuevo concepto se trata el agua de forma más eficiente, consumiendo tres veces menos de energía y, además, produciendo biomasa con valor”, como reconoce Arbib.

Todo, gracias al poder de recursos básicos: las algas, las bacterias y la luz solar. “Las microalgas necesitan como nutrientes los contaminantes que hay que eliminar de las aguas residuales, como nitrógeno y fósforo”, avanza Arbib. A su vez, “las bacterias del agua generan dióxido de carbono, que las microalgas emplean para nutrirse, y necesitan el oxígeno que las algas producen en la fotosíntesis”, añade. Esa relación simbiótica es la base del ciclo que el agua residual experimenta en El Torno, de hecho, es un claro ejemplo real de economía circular.

En una primera fase antes de comenzar a cultivar microalas, el agua residual es sometida a un pretratamiento convencional en el que se retiran papeles o plásticos. Después del cultivo, se utilizan procesos anaeróbicos (de vida sin aire) para conseguir el objetivo final, producir biogás a partir de las algas y, de paso, generar un residual con alto poder fertilizante para la aplicación agrícola.

Luz, calor y algas

Para cultivar las algas, el agua, en la escala piloto, pasa a seis lagunas longitudinales de 9.000 litros cada una. Allí, se somete a un movimiento constante. La presencia de nitrógeno y fósforo en el líquido, el mezclado mediante palas, la luz solar y el calor obran la vida vegetal en un proceso eutrófico, similar al que se produce en ríos contaminados o en las piscinas sin mantenimiento. Este caldo de cultivo, genera el crecimiento espontáneo de una especie de microalga predominante: la Coelastrum SP. El tiempo y la especie dependen de la época del año y de la zona. En Chiclana, predomina esta microalga que puede crecer en seis días durante el verano.

El gas ya puede ser empleado para producir energía eléctrica y hace posible que una depuradora sea autosuficiente

Gracias a un sistema de flotación por aire disuelto, la concentración pasa de 0,5 a 50 gramos por litro. Está lista para ser sometida a la digestión anaeróbica, que permite producir el biocombustible. En este punto, las bacterias tienen que romper la pared de las microalgas en un proceso no exento de dificultades. “En principio, trabajábamos con agua más limpia y con menos carga contaminante y no conseguíamos el resultado esperado”, reconoce el investigador.

Tanto, que estuvieron a punto de tirar la toalla, pero decidieron introducir agua más sucia y consiguieron el objetivo: una biomasa más abundante y más fácil de convertir en biogás. El sistema era capaz de producir un gas bruto compuesto de con más de 70% biometano. Pero este gas bruto aún no es apto para ser empleado en vehículos, ya que contiene otros compuestos indeseados, como el sulfhídrico y el dióxido de carbono.

Por eso, Aqualia ha desarrollado una patente para purificar gas en las depuradoras. En una primera etapa, se somete al gas a un proceso de absorción, donde se elimina el 99% del sulfhídrico. En una segunda etapa de afino, se somete al gas a procesos de adsorción, que ajustan la calidad al objetivo del proyecto, producir gas natural comprimido con calidad para automoción. Sin embargo, el gas ya puede ser empleado para producir energía eléctrica y hace posible que una depuradora sea autosuficiente (la de El Torno lo es en un 98%, frente al 35% de una depuradora normal).

Ampliación de las instalaciones

El proyecto ha sido capaz de superar el reto del escalado del proceso: la laguna de cultivo en la fase piloto tiene 32 metros cuadrados de extensión y la de prototipo, 500 metros cuadrados. En la fase de demostración ahora en construcción, cada laguna tendrá una superficie de 5200 metros cuadrados. En el segundo paso de prototipo en curso, ya son capaces de generar energía para mover un coche Volkswagen con un consumo de 3,5 kilos por cada 100 kilómetros. El vehículo se mueve por toda la provincia y se alimenta de un surtidor en El Torno. La idea es que, posteriormente, sea desensamblado para descubrir el comportamiento del motor con este biogás.

Mientras ese momento llega, en Aqualia no ocultan su ilusión por que esta nueva fase vaya tan bien como la anterior. Zouhayr Arbib se muestra confiado en que el salto cuantitativo no supondrá una merma en el ensayo. En la Unión Europea también lo esperan, tienen hasta 2018 para conseguirlo. Entonces sí, el círculo perfecto se habrá cerrado.