VESA, un proyecto pionero de valorización de residuos de aceituna mediante biometanización conjunta con lodos de EDAR

EMASESA ha iniciado un proyecto de Investigación y Desarrollo (I+D), denominado “Valorización Energética de los Subproductos derivados del procesado de la Aceituna de Mesa: optimización de la biometanización conjunta con lodos de EDAR (VESA)”. En él, como su nombre indica, se aborda la valorización energética de subproductos derivados del procesado de la aceituna de mesa mediante un tratamiento en co-digestión anaerobia con lodos de Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR). Para ello, cuenta con la participación del Grupo de Investigación TEP-181 “Tecnologías del Medio Ambiente” de la Universidad de Cádiz, siendo el Profesor Dr. José Luis García Morales Investigador Responsable del proyecto, contando además con la participación del Instituto Andaluz de Tecnología y de la empresa Zonosistem-Ingeniería del Ozono.

Los residuos de la aceituna de mesa

España es el principal productor mundial de aceituna de mesa, con una producción en 2012/2013 de 487.000 toneladas, un 20% de lo que se produce en todo el mundo, según datos del Consejo Oleícola Internacional (COI). Andalucía y más concretamente, la provincia de Sevilla, se sitúan como las principales áreas geográficas productoras a nivel nacional, con un 76% y un 53% respectivamente de la producción española, según fuentes de la Asociación de Exportadores e Industriales de Aceitunas de Mesa (ASEMESA). Como sector industrial, igualmente es en Andalucía y la provincia de Sevilla donde se sitúa el mayor número de empresas dedicadas al entamado y envasado de aceitunas.

En el procesado de la aceituna se producen una gran cantidad de subproductos orgánicos, procedentes principalmente, en el caso de los subproductos abordados en el presente proyecto, de la operación de deshuesado de la aceituna, donde se genera el hueso con su pulpa interior acompañado de restos de pulpa junto con restos de distintos destríos de aceitunas fuera de especificaciones y otra serie de subproductos de carácter orgánico derivados de su producción.

Tras un proceso de molturación del hueso, una posterior separación granulométrica de los restos leñosos del mismo y una centrifugación para la separación del aceite lampante, resulta una mezcla de pulpa y simiente con un contenido muy bajo en aceite y un escaso valor.
Se estima que alrededor del 12% de la aceituna procesada se transforma en este tipo de subproductos, lo que implica una gran cantidad generada en el conjunto del sector, unas 45.000 toneladas en Andalucía y 30.000 en la provincia de Sevilla.

Hasta la fecha, los únicos estudios realizados relacionados sobre la posible valorización de estos subproductos fueron realizados en la Universidad de Cádiz por el Investigador responsable del presente proyecto y versaron sobre la posibilidad de su aprovechamiento agronómico mediante compostaje, al tratarse de un subproducto orgánico que era capaz de generar un compost con buenas propiedades fertilizantes.

La depuración de aguas y la digestión anaerobia

Por otro lado, el tratamiento de las aguas residuales en las EDAR produce una gran cantidad de subproductos conocidos como lodos o fangos, los cuales han de ser convenientemente gestionados y que suponen un elevado porcentaje del coste de operación asociados a las EDARs.
En la actualidad, en las cuatro principales EDAR que gestiona EMASESA (Ranilla, San Jerónimo, Tablada y Copero), se emplea un proceso de digestión anaerobia para el tratamiento de dichos lodos, proceso que consigue una reducción del volumen de lodos generados, de la materia orgánica asociada y una producción de biogás, que es aprovechado energéticamente mediante la producción de energía eléctrica y calor para uso propio (cogeneración).

Así, en el año 2013, la producción energética de EMASESA mediante cogeneración fue de 13.487 MWh, lo que supuso un 25% del total de la energía consumida por todas las instalaciones de EMASESA y un 38% del total de energía producida en EMASESA a través de las distintas fuentes renovables de generación que dispone (hidráulica, fotovoltaica y cogeneración).

Como su nombre indica, el proceso de digestión anaerobia se produce en unos depósitos denominados digestores, sin la presencia de aire, y en el que una serie de microorganismos utilizan como alimento la materia orgánica presente en los lodos, transformándola, por un lado, en nueva materia celular debido a su crecimiento y, por otro, en una serie subproductos gaseosos, cuya mezcla se denomina biogás, que son posteriormente aprovechados energéticamente.

La co-digestión anaerobia

La co-digestión anaerobia consiste en el tratamiento anaerobio conjunto de varios residuos o subproductos con la finalidad de aprovechar la complementariedad de sus composiciones  para conseguir procesos más eficaces. Entre las ventajas que presenta este proceso se encuentran: compartir instalaciones de tratamiento; unificar metodologías de gestión; reducir costes de inversión y explotación y amortiguar las variaciones temporales de composición y producción de cada residuo o subproducto por separado. En la actualidad se han desarrollado estudios que implican la mezcla de lodos generados en las EDARs con algunos residuos o subproductos orgánicos (sueros lácteos, frutas, etc.) de cara a su digestión anaerobia conjunta (co-digestión), con una mejora sustancial, en algunos casos, en la generación de biogás en el proceso. Sin embargo, no existen referencias de experiencias con residuos procedentes de la aceituna de mesa.

Pre-tratamiento con ozono

Durante la digestión anaerobia, en una primera fase del proceso las paredes celulares de las bacterias que componen los lodos biológicos, se rompen dando lugar a la liberación de material orgánico rápidamente asimilables por los microorganismos implicados en la generación de biogás. Esta fase inicial, denominada hidrólisis, suele ser uno de los factores limitantes del proceso, por lo que se viene investigando en diversos pre-tratamientos que mejoren dicho proceso propiciando la rápida disgregación de las paredes celulares por diferentes vías, de forma que sea más rápidamente asimilable. Ejemplos de estos pre-tratamientos son ultrasonidos, microondas, tratamientos térmicos o la ozonización.

En este proyecto, se va a evaluar el grado de mejora que se produciría en la producción de biogás al someter la mezcla de lodos y residuos de la aceituna a un proceso de pre-tratamiento con ozono.

El proyecto

El proyecto VESA tiene como objetivo el desarrollo de un sistema para optimizar la digestión anaerobia de subproductos sólidos orgánicos generados en el procesado de la aceituna de mesa y la producción de biogás, a partir de la co-digestión anaerobia de estos subproductos junto con los lodos de depuradora, evaluando las posibilidades de mejora mediante un pre-tratamiento de ozonización.

En una primera fase, se llevarán a cabo diversos ensayos a escala de laboratorio, a efectos de determinar los parámetros óptimos de operación. Dicha fase se llevará a cabo en los laboratorios del Grupo de Investigación en la Facultad de Ciencias del Mar y Ambientales de la Universidad de Cádiz. Posteriormente, los ensayos se llevarán a cabo en una planta piloto situada en la EDAR Copero, que será necesario acondicionar para el correcto desarrollo del proyecto.

En el desarrollo del mismo se persigue evaluar la viabilidad de este tratamiento y tecnología y determinar los parámetros óptimos de funcionamiento, de forma que permita su escalado a nivel industrial.

 
Duración y presupuesto

El proyecto tiene una duración de 15 meses y cuenta con un presupuesto inicial de 220.316 €, financiado con recursos propios de EMASESA, si bien ha solicitado una financiación parcial a la Corporación Tecnológica de Andalucía, estando a la espera de la resolución.

Beneficios esperados

Para las EDAR, el beneficio principal es el del incremento de la producción de biogás, con el consiguiente aumento de la producción de energía eléctrica y el aumento del grado de autoabastecimiento energético de la empresa.

Desde el punto de vista ambiental, se espera colaborar a la posible solución alternativa al posible problema que se puede generar por la elevada producción de esta tipología de subproductos procedentes de la aceituna de mesa, con una alta carga orgánica, presentando un escenario de valorización energética alternativa de los mismos.

Para las industrias aceituneras, se elimina la necesidad de disponer de una planta propia de tratamiento para este tipo de subproductos si se planteara a alternativa de su gestión por biometanización, ya que serían tratados en instalaciones ya existentes, las depuradoras.

Asimismo, se minimizarían otro tipo de posibles impactos ambientales (olores, lixiviados, etc.) de una gestión alternativa mediante su almacenamiento en las instalaciones industriales y, asimismo, se disminuiría la incidencia de una gestión inadecuada de los mismos con una posible afección a los cauces receptores.