El proyecto ELEKTRA desarrolla un nuevo sistema de purificación de aguas para consumo humano

La agricultura, uno de los sectores con mayor peso en la economía mundial, tiene un rastro negativo en degradación de los recursos hídricos subterráneos debido a la filtración de nitratos. Tanto es así, que el último informe de la Comisión sobre la aplicación de la Directiva de nitratos revela que el 14,1% de las aguas subterráneas supera el límite de concentración de nitratos fijado para el agua potable.

Para ayudar en la lucha contra este problema, el Instituto Tecnológico de la Energía (ITE) -centro investigador de referencia que cuenta con el apoyo del Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE)- junto a un grupo de empresas y grupos universitarios de la Comunidad Valenciana ha comenzado la investigación y puesta en marcha de un novedoso proceso de desnitrificación de las aguas subterráneas que dé respuesta a la necesidad de eliminar estos contaminantes fruto de actividades como la agricultura.

Las plantas de depuración de Gandía han sido las escogidas para llevar a cabo el desarrollo de este proyecto debido a las características de sus aguas subterráneas, que presentan un grado representativo de contaminación por nitratos y plaguicidas, así como por su capacidad de tratamiento combinado de 32.000m3/día.

Sin embargo, este proceso tiene un enorme potencial para ser adaptado y empleado en otro tipo de aguas y procesos como la depuración de aguas de origen industrial, la desnitrificación de aguas subterráneas, el tratamiento de fuentes de agua naturales con problemas de eutrofización (exceso de nutrientes), la reutilización de aguas urbanas y la recuperación de concentrados de alto contenido en nitrato que proceden de tratamientos de membrana (ósmosis inversa, electrodiálisis, deionización capacitiva, etc.).

El desarrollo avanza a buen ritmo y, actualmente, ELEKTRA se encuentra finalizando la fase de puesta a punto de los prototipos de las distintas fases del proceso y análisis energético previo al escalado a la planta de tratamiento. Una vez acabado, sus resultados tienen un gran potencial de aplicación al tratamiento de distintos problemas de contaminación de aguas, siendo potencialmente exportable a otros procesos de tratamiento de nitratos, aguas residuales urbanas, contaminación de aguas industriales, agrarias, etc.

Uno de los grandes retos de este proyecto es que el nuevo proceso industrial de desnitrificación debe ser eficiente y sostenible, no solo económicamente y en cuanto al rendimiento del proceso, sino también en su optimización energética. Por eso, se va a analizar la energía que consume el proceso para determinar maneras de optimizarlo y abastecerlo con fuentes de energía renovable alternativas, como puede ser el aprovechamiento del hidrógeno como subproducto del proceso, o el análisis de integración de energía renovable, maximizando con ello la sostenibilidad energética y económica del demostrador, mediante técnicas de análisis energético y modelado y simulación.

Este proyecto se está llevando adelante a través de un consorcio formado por el ITE, AVSA (Aguas de Valencia S.A.), el grupo MINTOTA de la Universitat de Valencia y el grupo de investigación de Electroquímica aplicada y electrocatálisis (LEQA-UA) de la Universidad de Alicante.

ELEKTRA consiste en el tratamiento de agua de rechazo procedente de una planta de electrodiálisis reversible mediante procesos electroquímicos. Ambas universidades son las encargadas de definir y poner a punto sendos prototipos de investigación a nivel de laboratorio, correspondientes a las etapas de ablandamiento previo y la siguiente de desnitrificación, como preparación previa al escalado por medio de un prototipo pre industrial demostrativo, que se realiza  promovido por AVSA en las citadas plantas de Gandía. En este entorno, el ITE actúa como socio experto en análisis energético, llevando a cabo dichas tareas de análisis y propuesta de mejora, así como desarrollando modelos de simulación para evaluación del impacto energético en la línea de mejorar la eficiencia energética del proceso y su descarbonización.

Este proyecto cuenta con la financiación de la convocatoria de proyectos estratégicos en cooperación de la Agencia Valenciana de la Innovación (AVI), expediente INNEST/2021/65.