Dos trabajos del grupo de investigación LEQUIA, premiados por su carácter innovador

El grupo de investigación Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental (LEQUIA) de la Universitat de Girona (UdG) ha obtenido dos de los tres premios de la Cátedra FACSA de innovación en el ciclo integral del agua de la Universitat Jaume I: el premio a la mejor tesis doctoral y mejor trabajo de fin de grado defendidos en el curso 2019-2020 en universidades españolas.

Los trabajos premiados cubren dos de los principales tratamientos del ciclo urbano del agua, la potabilización y la depuración, y son fruto de la colaboración entre universidad y empresa. Los premios, valorados en 1.000€ y 300€, se entregaron en el transcurso de una ceremonia en Castelló de la Plana el pasado jueves 7 de julio.

Digitalitzar y optimitzar las estaciones potabilizadoras

La operación de las estaciones de tratamiento de agua potable cada vez es más compleja. Con el cambio climático y el aumento de la demanda de agua, los gestores se ven obligados a ajustar las unidades de tratamiento con más frecuencia. Las decisiones que tienen que tomar dependen de factores de tipo medioambiental, económico y de salud, y a menudo plantean interrogantes difíciles de solventar. Una vía para optimizar este proceso y reducir el tiempo asociado se halla en los sistemas de ayuda a la decisión en dominios ambientales (EDSS). Estos programas informáticos pueden formular recomendaciones a tiempo real a través de la integración y modelización de dos fuentes de datos distintas pero perfectamente complementarias: las procedentes de la operación de la planta y el conocimiento experto de los operarios y gestores.

En la tesis doctoral “Design and implementation of an EDSS for the control of management of drinking water treatment plants”, Lluís Godo Pla ha desarrollado un EDSS para estaciones de tratamiento de agua potable. Se ha centrado en tres retos operacionales: 1) el control del proceso de oxidación; 2) la formación de trihalometanos, unos compuestos químicos que se generan durante el proceso de potabilización; y 3) la seguridad microbiológica. Los resultados se han publicado en cinco artículos en revistas internacionales de alto impacto como Science of the Total Environment o Process Safety and Environmental Protection.

La tesis de Lluís Godo es un caso de éxito de colaboración entre universidad y empresa. Por un lado, porque se ha desarrollado en el marco de una ayuda pre-doctoral cofinanciada al 50% entre la Universitat de Girona y el Ens d’Abastament d’Aigua Ter-Llobregat (ATL), y ha sido dirigida por investigadores de ambas entidades: el Dr. Hèctor Monclús (UdG) y el Dr. Fernando Valero (ATL). Y, por otro lado, porque culmina con la validación de la tecnología en dos escenarios reales: las estaciones potabilizadoras de agua del Llobregat y del Ter gestionadas por ATL que abastecen de agua potable el área metropolitana de Barcelona.

Recuperar nutrientes de aguas residuales 

En el nuevo paradigma de la economía circular las aguas residuales han dejado de ser un residuo para pasar a ser una fuente de recursos que no se puede desperdiciar. Un ejemplo es el proyecto de investigación industrial “DigesTake” liderado por el grupo LEQUIA: diez empresas e instituciones de investigación catalanas han desarrollado nuevos procesos y tecnologías para recuperar y valorizar nutrientes de la digestión anaerobia de lodos de depuradora entre el 2017 y el 2021.

Uno de estos procesos ha sido el tema del trabajo de fin de grado de Emma Company Masó premiado por la cátedra FACSA i titulado “Mineralización bioinducida de fosfatos de calcio y magnesio en reactores anammox: operación del proceso y estudio de la comunidad microbiana”. La investigadora ha estudiado a escala laboratorio la combinación de un proceso de nitritación parcial y oxidación anaerobia del amonio (NP+anammox) con la precipitación bio-inducida de fósforo. Con el proceso NP + anammox se logra eliminar el nitrógeno de las aguas residuales por medio de la acción de microorganismos de una forma eficiente desde el punto de vista energético. La precipitación bio-inducida de fósforo puede formar hidroxiapatita y estruvita, dos compuestos que pueden ser utilizados como fertilizantes. De este modo, la combinación de estos dos procesos da como resultado un tratamiento más sostenible de recuperación y valorización de un recurso mineral finito como es el fósforo.

El trabajo de investigación ha sido dirigido por los Dres. Albert Magrí y Jesús Colprim del LEQUIA, y ha contado con la colaboración de la depuradora de aguas residuales del Terri, que proporcionó los digestatos. La aplicación de distintas disciplinas científicas y técnicas de caracterización ha sido un reto importante. Así, para estudiar los parámetros operacionales se han aplicado conocimientos de ingeniería química y de proceso; los compuestos de fósforo se han caracterizado por medio de técnicas analíticas de difracción de rayos X y plasma acoplado inductivamente; y la identificación de los microorganismos que han intervenido en el proceso se ha llevado a cabo con técnicas moleculares de secuenciación masiva. Los resultados se han publicado en un artículo en la revista ACS Sustainable Chemistry and Engineering.

Impacto en la carrera investigadora

Ambos trabajos han tenido un impacto significativo en la orientación de la carrera profesional de los investigadores premiados. Lluís Godo es responsable de procesos en el área de potabilización de la empresa Createch360º, dedicada al desarrollo de soluciones de control inteligente para el sector del agua. En cuanto a Emma Company, después de finalizar el Máster en Ciencia y Tecnología de Recursos Hídricos de la UdG, ha iniciado una carrera investigadora en el LEQUIA. El tema de su tesis doctoral es la recuperación de recursos de purines.