Depuradoras de microalgas: ahorran energía, absorben CO2 y producen fertilizantes sostenibles

Por Ana Sánchez Zurano y Tomás Lafarga. Universidad de Almería

El culto a la belleza y la higiene personal de la Grecia Clásica dio lugar a uno de los primeros sistemas de tratamiento de aguas residuales. Este interés por alejar los residuos y gozar de agua limpia se extendió a la antigua Roma. La famosa Cloaca Máxima permitía eliminar los desperdicios de una de las ciudades más pobladas del mundo antiguo.

Estos avances se vieron truncados durante la Edad Media. Muy pocas ciudades conservaron estructuras del alcantarillado romano. Los pozos ciegos pronto se desbordaron. Y, aunque ahora parezca descabellado, arrojar los excrementos por la ventana al grito de “¡agua va!” se convirtió en una practica habitual. Como se imaginarán, además de conflictos entre vecinos, esta practica atrajo un sinfín de plagas y enfermedades.

En la actualidad, en los países desarrollados ya no se ven las aguas residuales discurriendo por las calles. Pero como bien saben los creyentes, esto no significa que no existan. Para verlas, solo es necesario conducir unos pocos kilómetros hacia cualquier depuradora funcionando en las afueras de las ciudades. Estas instalaciones se encargan de retirar contaminantes del agua residual, permitiendo verterlas o reutilizarlas de forma segura. Han sido un gran avance y son imprescindibles. Sin embargo, los contaminantes retirados no se recuperan y son procesos caros que demandan una gran cantidad de energía.

Microalgas: depuradoras eficientes y sostenibles

En plena era del cambio climático, la regeneración de las aguas residuales es de vital importancia para el desarrollo sostenible. Un refrán antiguo dice que no se extraña el agua hasta que el pozo esta seco. Lo cierto es que el pozo aún no esta seco, pero poco a poco lo estamos secando. La situación ya es dramática. Una de cada tres personas no tiene acceso a agua potable salubre. Alrededor de 4 000 millones de personas carecen de servicios básicos de saneamiento. Además, las aguas contaminadas son la principal causa de muerte a nivel mundial.

Ante esta situación, una de las principales metas de las Naciones Unidas es lograr el acceso universal y equitativo al agua. Las microalgas están llamadas a ser una de las claves para la gestión integrada de los recursos hídricos. Nos permiten depurar aguas residuales con un menor consumo de energía y aumentar la sostenibilidad del proceso al mismo tiempo. Consumen menos energía porque hacen la fotosíntesis y, por lo tanto, se nutren de luz solar.

Otra enorme ventaja de estos microorganismos es que consumen dióxido de carbono para producir y acumular compuestos de interés. No olvidemos que el dióxido de carbono es uno de los principales causantes del cambio climático. Estos productos de interés, por ejemplo bioestimulantes agrícolas, permiten obtener beneficios de donde antes solo se generaban costes.

Su capacidad de depurar aguas residuales les da un rol dual: permiten recuperar contaminantes del agua residual y producir compuestos de valor simultáneamente. Esta es una de sus mayores virtudes. En los procesos basados en microalgas, la palabra recuperar es la clave. Mientras que los nutrientes y contaminantes del agua residual se retiran en los procesos convencionales, las microalgas tienen la capacidad de recuperarlos.

Estos microorganismos recuperan carbono, nitrógeno y fósforo de las aguas residuales para reproducirse y producir más individuos, o lo que es lo mismo, biomasa. Podemos utilizar la biomasa producida como un fertilizante ecológico y sostenible o como ingrediente para piensos animales.

Los bioestimulantes basados en microalgas son una garantía de sostenibilidad. Consumen dióxido de carbono durante su producción y permiten obtener frutas y hortalizas de calidad con un menor consumo de fertilizantes fósiles y agua. Su utilización en piensos también es sostenible. No solo mejoran la salud de los animales, también minimizan la necesidad de importar productos como la soja.

Desafíos para su aplicación a gran escala

La depuración de aguas residuales que utilizan microalgas es una tecnología novedosa. Aún esta en desarrollo y se enfrenta a una serie de desafíos. Al tener un color intenso, las microalgas se sombrean unas a otras. Debido a su necesidad de luz, se debe trabajar con aguas poco profundas.

Uno de los principales objetivos de los estudios en este ámbito es incrementar la eficiencia de dichos procesos, permitiendo depurar mayores volúmenes de agua en reactores mas pequeños. Además, se conoce muy poco sobre cómo los parámetros ambientales y de trabajo afectan a la calidad de las microalgas producidas. Esto es de vital importancia, ya que afecta directamente a la calidad del producto final.

También se están realizando grandes esfuerzos para comprender como interaccionan estos organismos con las bacterias. Las bacterias están presentes de forma natural en el agua residual y el medio ambiente. Colaboran con las microalgas en la depuración de las aguas. Conocer con más detalle este proceso permitirá diseñar sistemas mas eficientes y sostenibles.

Las aguas residuales han pasado de ser aguas negras en la Edad Media a oro negro en el siglo XXI. Aunque aún queda un largo camino por recorrer, los resultados obtenidos hasta la fecha son prometedores. Ya hay ciudades como Chiclana, en Andalucía, que utilizan depuradoras de microalgas. En Mérida se esta construyendo una de las mayores depuradoras de microalgas de Europa gracias al proyecto H2020 SABANA. Poco a poco aprenderemos a aprovechar las grandes ventajas que nos ofrecen estos pequeños y valiosos seres vivos.