“En los procesos aerobios es preferible trabajar con un consorcio de microalgas y bacterias"

Stéphanie Aparicio Antón ha obtenido el Accésit en la categoría “Agua y ciudad”, patrocinado por la Cátedra Aguas de Valencia, de la VIII Edición de los Premios IIAMA por su Tesis Doctoral “Microalgae‐bacteria consortia for urban wastewater treatment”, dirigida por Aurora Seco y Luis Borrás, investigadores del Grupo CALAGUA de la Universitat de València.

Stéphanie estudió el Grado de “Ciencias Ambientales” en la Universitat de València con premio extraordinario. Tras especializarse en la rama de “Gestión y Tecnología Ambiental”, decidió ampliar su formación académica con el máster interuniversitario de “Ingeniería Ambiental” que imparten la Universitat de València y la Universitat Politècnica de València, donde también le fue concedido el premio extraordinario a mejor expediente académico de la promoción. 

Durante el último curso del Máster, el grupo de investigación CALAGUA le dio la oportunidad de realizar los estudios de doctorado focalizados en el tratamiento de aguas residuales con microalgas. Esta investigación aunaba el estudio de los procesos biológicos y ecológicos, permitiéndole utilizar y aplicar “los conocimientos obtenidos durante la carrera, pero además investigar y avanzar en una tecnología que podría mitigar los impactos de los contaminantes sobre el medio acuático y sobre el medio natural, que tanto me había llamado la atención desde pequeña”.  

Actualmente trabaja en el departamento de I+D+i de Global Omnium y se encuentra inmersa en diferentes proyectos como la red Young Water Professionals o en el comité científico de diferentes congresos de la IWA. 

En líneas generales, ¿explícanos en qué consiste la tesis doctoral premiada? 

Dentro del sector de tratamiento de aguas residuales ha habido un cambio de paradigma, en el que el agua residual ha dejado de considerarse como un residuo, para ser valorada como una fuente de recursos (véase, nutrientes, agua regenerada, energía, etc.). 

La nueva propuesta de la Directiva Europea de Tratamiento de Aguas Residuales pretende que las EDAR reduzcan su consumo energético y los impactos ambientales que conllevan. En este contexto, el tratamiento de las aguas residuales con microalgas fomenta la recuperación de nutrientes (nitrógeno y fósforo), reduce el consumo energético asociado a los procesos de aireación, los cuales son muy comunes en las EDAR convencionales, además de conformar un sustrato viable para la digestión anaerobia con la consiguiente generación de biogás. 

En este cambio de paradigma, la tesis buscaba estudiar la viabilidad de implantar esta tecnología, a partir de una planta piloto a escala semi-industrial en la EDAR “Cuenca del Carraixet” (Alboraia, España). 

La investigación se desarrolló en diferentes fases: la primera estudió la optimización del proceso biológico a partir de los parámetros de operación más comunes, el tiempo de retención hidráulico y la carga orgánica.  Las interacciones negativas entre las microalgas y las AOB impulsó la segunda fase de la tesis, que abordó las relaciones de amensalismo y competencia. La tercera fase se centró en modelar y simular los procesos biológicos estudiados en la primera fase. En último lugar la investigación desarrolló, calibró y validó un modelo matemático global que integra el metabolismo bacteriano y algal, junto con los procesos químicos y físicos característicos de estos sistemas. 

Frente otros modelos matemáticos ya publicados, el presentado en la tesis recoge las interacciones negativas descritas en la segunda fase.  

¿Cuáles son sus principales líneas de investigación?

Existen diferentes líneas de investigación que comprenden la realización de la tesis, pero, las que más destacan es el desarrollo de procesos para el tratamiento y valorización de aguas residuales, microbiología y ecología microbiana y modelación y simulación de procesos para el tratamiento de aguas residuales. 

¿Cómo surge la idea de llevar a cabo este trabajo?

Las microalgas se presentaban como un sistema puntero e innovador para la recuperación de recursos y reducción del consumo energética en el tratamiento de aguas residuales. Por ello, el grupo CALAGUA, a partir de fondos europeos, diseñó un esquema completo que promovía la recuperación de recursos, minimizando el consumo energético.

En este esquema, estaba integrado un sistema de microalgas para la eliminación de nutrientes. Comencé a operar la planta piloto de microalgas y en función de los resultados obtenidos, cada vez se iban abriendo más líneas de investigación que acabaron formando parte de la tesis doctoral. 

“Las microalgas por si solas no son viables para la eliminación de nutrientes en una EDAR”

Tras el estudio, ¿qué conclusiones has obtenido?

A nivel técnico se han obtenido muchas conclusiones, pero a grandes rasgos, la principal conclusión que obtuve fue que las microalgas por si solas no son viables para la eliminación de nutrientes en una EDAR. Es preferible trabajar con un consorcio de microalgas y bacterias, donde las microalgas suministren el oxígeno necesario para los procesos aerobios.

Este suministro de oxígeno va asociado a la disponibilidad de luz, por ello, durante la noche, donde el metabolismo algal pasa de la fotosíntesis a la respiración, pueden darse procesos anóxicos y anaerobios, permitiendo eliminar el nitrógeno y el fósforo.  

“El proyecto favorece la implantación de un sistema alternativo a la EDAR convencional, más respetuoso con el medioambiente y de menor coste económico”

¿Cuál es el impacto social de tu proyecto? 

A parte de los conocimientos que se derivan de la tesis y que pueden guiar y facilitar futuras líneas de investigación, el proyecto favorece la implantación de un sistema alternativo a la EDAR convencional, más respetuoso con el medioambiente y de menor coste económico. 

Por supuesto, hay que centrar y recalcar que esta tecnología como núcleo de depuración sólo se podría aplicar a poblaciones pequeñas, debido a la elevada superficie que requiere. No obstante, los consorcios de microalgas y bacterias también pueden ser utilizados como tratamiento de afino o línea alternativa en las EDAR, para reducir costes e impactos ambientales. 

¿Cómo reaccionas cuando te enteras que has sido ganadora del "Accésit Agua y Ciudad”?

Imagino que esta respuesta será muy común y repetitiva, pero sinceramente no me lo esperaba. Me presenté porque a través de la red Young Water Professionals nos enviaron un correo informándonos. Al tener prácticamente toda burocracia prácticamente hecha, envié mi candidatura esperando tener suerte. 

Una vez, sabiendo el resultado, no puedo estar más contenta y agradecida por esta valoración y visibilidad de un trabajo que ha implicado 5 años de esfuerzo. 

“El hecho de que se esté invirtiendo más recursos en este sector y se esté concienciando a la población de su importancia, implica un futuro prometedor en la I+D+i en España”

¿Qué opinas acerca del futuro de la I+D+i en España?

Desde luego en España existe un tejido investigador de grandísima calidad, formado por investigadores procedentes del sector privado y público. Gracias al aumento del PIB (de un 1,25 a 1,43% en 2019 y 2021, respectivamente), más investigadores y proyectos tendrán la posibilidad y capacidad de desarrollarse con sede en España.

Asimismo, el aumento de gasto y de subvenciones de proyectos (como, por ejemplo, Next Generation EU), permite la formación de consorcios entre entidades nacionales e internacionales, público y privada que enriquece mucho más la I+D+i española. Así pues, opino que el futuro de la I+D+i en España pasa por una simbiosis entre el sector privado y público, apoyando a los investigadores con recursos materiales y económicos. 

La “Estrategia Española de Ciencia, Tecnología e Innovación” fija el objetivo de situar la economía española en una inversión en I+D del 2,12% del PIB para 2027, convergiendo con la UE. No obstante, los expertos anuncian que, debido al ritmo de crecimiento anual, no se alcanzarán esos valores. 

Pese que no se puedan alcanzar un PIB del 2,12% para la fecha estipulada, el hecho de que se esté invirtiendo más recursos en este sector y se esté concienciando a la población de su importancia, implica un futuro prometedor en la I+D+i en España.