El reciclaje de agua residuales es fundamental para lograr la sostenibilidad en los procesos industriales y contribuir a luchar, de esta manera, contra el desperdicio de este bien preciado que debe gestionarse cautelosamente debido a su escasez.
"Actualmente el agua está en un punto crítico debido al peligroso desequilibrio que hay entre la accesibilidad limitada de agua potable de calidad, su desigualdad en el reparto y el impacto originado por el cambio climático en el ciclo hidrológico", recuerda a Jorge García Ivars, Jorge García Ivars, investigador de Tecnologías de Producto y Procesos de AINIA.
Por este motivo, "el papel de la reutilización es claro tanto en el uso eficiente de los recursos naturales necesarios para la operación como en la reducción de grandes volúmenes de agua residual con una gran y compleja carga contaminante que terminan vertiéndose al medioambiente".
Con esta visión se fundó hace una década Aquapolo, debido a la gran demanda de agua de las industrias situadas en el Polo Petroquímico de Capuava en la ciudad de Mauá en São Paulo, una de las siete ciudades que componen la región ABC de São Paulo. “La ABC es una región típicamente industrial que ha experimentado un gran crecimiento poblacional en los últimos 30 años, aumentando la competencia por el recurso hídrico, muy escaso en la región”, explica Marcio da Silva Jose, Director Presidente de Aquapolo.
Creada en el marco de una asociación entre GS Inima Industrial, una empresa privada, y Sabesp, una empresa controlada por el gobierno del estado de São Paulo y una de las mayores sanitarias del mundo, Aquapolo produce agua reciclada a partir de aguas residuales tratadas por la planta de tratamiento de aguas residuales ABC de Sabesp. “Esta estación cuenta con un proceso convencional de lodos activados de nivel secundario y devuelve las aguas residuales tratadas a la naturaleza”, apunta Da Silva que detalla que “parte del efluente tratado es desviado a Aquapolo, que realiza el tratamiento terciario”. Ello consiste en un tratamiento biológico para eliminar fósforo, amoníaco y materia orgánica, seguido de una ultrafiltración a través de membranas capaces de retener sólidos y hasta el 99% de virus y bacterias.
“Para lograr la calidad definida y requerida por nuestros clientes, alrededor del 25% del agua producida también se somete a un proceso de nanofiltración a través de ósmosis inversa, para reducir la conductividad. Después de este proceso, mezclamos un 75 % de agua ultrafiltrada con un 25 % de agua nanofiltrada. La parte final del proceso es la desinfección, utilizando dióxido de cloro, antes de bombear el agua reciclada a los clientes”, detalla el directivo brasileño.
El agua reciclada de Aquapolo es responsable del 97% de toda el agua consumida por las industrias del Complejo Petroquímico. "Esto garantiza al Complejo total autonomía en agua para sus procesos productivos, además de liberar el mismo volumen consumido por la población, ya que las industrias no logran captar este volumen en la naturaleza", puntualiza.
El agua reciclada de Aquapolo es responsable del 97% de toda el agua consumida por las industrias del Complejo Petroquímico de Capuava, en la ciudad de Mauá, São Paulo.
El directivo brasileño apunta otras ventajas que han obtenido dichas industrias como reducciones de costos con el mantenimiento de sus equipos, la reducción de los índices de accidentabilidad y seguridad laboral, así como la extensión de las paradas totales de las plantas por mantenimiento. No obstante, "el principal beneficio ocurrió en 2014 y 2015, cuando São Paulo sufrió la peor sequía de su historia", recuerda Da Silva. "Durante este período, la región estuvo a un paso del colapso del sistema de abastecimiento de agua y varias ciudades implementaron el racionamiento de agua, priorizando el abastecimiento humano", añade.
Este incidente provocó que varias industrias paralizaran temporalmente sus procesos por falta de agua. "A partir de este evento, nuestros clientes entendieron que Aquapolo es una solución para la gestión operativa frente al cambio climático, reduciendo el riesgo de escasez de agua de forma continua y ambiental y socialmente sostenible", recalca.
"Por cada litro de agua reciclada producida y suministrada, se asegura que otro litro de agua no sea captado en la naturaleza, contribuyendo directamente a la recuperación de manantiales ya estresados en la región", recalca. "Somos considerados el proyecto de reuso de agua más grande del Hemisferio Sur, debido a nuestra capacidad de producción de hasta 1 metro cúbico por segundo", argumenta el directivo de la compañía brasileña.
Debido al gran consumo de agua en sus procesos, el suministro de agua reciclada se llevó a cabo inicialmente a empresas del sector petroquímico, como Braskem, Oxiteno, Air Liquide, Cabot, entre otras. No obstante, con la consolidación de la iniciativa de la región, poco a poco se fue ampliando el sector de las y actualmente grandes industrias en diversos sectores, como Bridgestone (automotriz), Paranapanema (cobre), Hydro (aluminio) y Vitopel (empaque).
En España, AINIA cuenta con tres décadas de experiencia en materia de gestión del agua en industrias de alimentación y bebidas, así como en la realización de proyectos de innovación en materia de depuración, reutilización y recuperación de recursos del agua. “Los factores que impulsaron a la empresa a trabajar en esta área fueron la creciente problemática medioambiental, ya en su momento, relacionados con el vertido incontrolado de grandes volúmenes de agua residual con una alta carga contaminante”, explica García Ivars recordando el alto consumo de agua que realiza el sector agroalimentario. “Tenía sentido reducir el impacto medioambiental de la industria a través de la reducción y minimización del consumo de agua, el control de vertidos, el diseño de sistemas de depuración, entre otras muchas actividades relacionadas”, añade.
De este modo, se han llevado a cabo numerosos proyectos de carácter privado y público. Así, mientras el proyecto europeo SUSCLEAN se orientó a mejorar las condiciones de higienización y descontaminación en el sector del procesado de vegetales; SWITCH4FOOD se centró en desarrollar una metodología para reducir costes del agua en la industria agroalimentaria.
Asimismo, AINIA ha participado en varios proyectos europeos LIFE, entre los que destacan LIFE+ OZONECIP, que demostró tecnológicamente la reducción del consumo de agua y de la generación de vertidos asociado a operaciones de limpieza y desinfección de bodegas, cerveceras e industrias lácteas, y LIFE ECODHYBAT, basado en el ecodiseño higiénico de los equipos e instalaciones alimentarias para la reducción del impacto medioambiental de su actividad a través del ahorro de agua, energía y productos de limpieza, así como en el vertido de agua residual y las emisiones de CO2. Ambos proyectos fueron galardonados como Best Environment Project en 2010 y en 2018, respectivamente.
García también resalta la innovación del proyecto ECO3WASH, focalizado en el reciclaje de agua de proceso de lavado de cítricos. “El proyecto ECO3WASH se realizó dentro del marco de la convocatoria de Retos- colaboración 2015 y se desarrolló durante 3 años junto a las empresas IVEM (Ingeniería de Verificaciones Electromecánicas y Mantenimientos, S.L.) e Instalaciones Industriales Grau”, recuerda. “Sus principales innovaciones fueron: el diseño e implementación de un sistema integrado compuesto por diferentes procesos de separación y desinfección que permitían tratar el agua residual generada in situ en el lavado de cítricos y poder reutilizarse inmediatamente en el mismo proceso, aplicando el concepto de economía circular en un proceso / equipo y garantizando la completa desinfección del agua”, detalla.
“Este consorcio contó con la colaboración de ANECOOP y el sistema fue probado en las instalaciones de COABE, estudiando su rendimiento sobre el agua residual tratada de las lavadoras de cítricos, demostrando que el sistema podía claramente regenerar el agua y obtener un agua regenerada apta para su reutilización”, explica. Asimismo, se comprobaron los efectos de la misma en naranjas, teniendo en cuenta si se usaba el equipo o no, demostrando que el agua regenerada y reutilizada in situ no afectaba a las cualidades fisicoquímicas ni tampoco microbiológicas de las naranjas.
El aumento de las convocatorias de fondos públicos europeos impulsa la búsqueda de soluciones orientadas a la economía circular y que reduzcan el impacto medioambiental de este tipo de efluentes.
Actualmente, se están llevando a cabo proyectos “adaptando el concepto del sistema a las características fisicoquímicas y microbiológicas presentes en el agua residual a tratar y, sobre todo, a los volúmenes generados para diseñar e implementar una solución que pueda dar una respuesta real a la necesidad de la industria”, puntualiza.
En este sentido, destacan URBIOFIN, que transforma residuos municipales en bioproductos útiles industrialmente a través del modelo de biorrefinería, y AVIGREEN BRINE se centra en la obtención de compuestos de valor añadido (polifenoles) y recursos de interés industrial generados in situ como ácidos, bases, vectores energéticos (biogás) y agua depurada de un residuo procedente de la industria del procesado de la aceituna de mesa.
Este último ámbito es objeto de estudio del proyecto LIFE SOLIEVA, coordinado por Eurecat, el Centro Tecnológico de Cataluña. “El objetivo fue la demostración de un proceso innovador para la reutilización de salmueras procedentes de la industria de elaboración de aceitunas de mesa”, explica Caroline Sielfield, Investigadora en Eurecat, cuyo trabajo con efluentes industriales, se remonta desde el inicio de la actividad del centro.
“Hace años que Eurecat intenta ayudar a la empresa a encontrar soluciones para enfrentar los desafíos relacionados con la gestión de efluentes industriales”, apunta. “También hay que considerar que el marco legal se ha ido volviendo más estricto durante los años, lo cual impulsa aún más a las empresas y sectores industriales a buscar soluciones para tratar o revalorizar los efluentes”, añade.
A ello se le une el aumento de las convocatorias de fondos públicos europeos que buscan soluciones orientadas a la economía circular y que reduzcan el impacto medioambiental de este tipo de efluentes. En este marco, Eurecat ha llevado a cabo numerosas investigaciones como el proyecto H2020 ZEROBRINE sobre efluentes industriales de elevada salinidad de diversos sectores, que concluyó el pasado año. “Eurecat estuvo coordinando uno de los casos de estudio”, dice la investigadora añadiendo que actualmente está en marcha el proyecto LIFE ZEROSILIBRINE, que ha surgido a partir de los resultados del primero y que pretende escalar la solución de ZEROBRINE al mercado y la implementación a escala industrial.
“El objetivo de ZEROBRINE es “cerrar el círculo” de procesos industriales que generan efluentes complejos salinos, demostrando que recursos como los minerales, agua de alta calidad, y energía residual, se pueden recuperar de los procesos industriales para ser reutilizados en los mismos u otros procesos”, explica Sielfield. De esta forma, pretende disminuir el impacto medioambiental de la producción industrial y aumentar la disponibilidad de recursos.
Con una duración de 4,5 años, se desarrollaron cuatro proyectos piloto de demostración enfocados en los sectores de tratamiento de aguas, minería de carbón, industria de sílice precipitada, e industria textil. Eurecat se encargó de la coordinación del proyecto piloto enfocado en la industria de la sílice, que se desarrolló en las instalaciones de IQE en Zaragoza. “El efluente en cuestión era un agua residual generada durante la producción de sílice precipitada, con una alta salinidad debido a un elevado contenido en sulfatos y sodio”, apunta la investigadora. “El tren de tratamiento propuesto para tratar el efluente y recuperar recursos se basa en un paso de concentración con osmosis inversa utilizando membranas regeneradas, seguido por un paso de evaporación/cristalización para obtener sulfato de sodio. A parte de obtener sulfato de sodio, se recupera agua en ambas etapas del tratamiento”, detalla.
La industria busca la optimización de los diferentes procesos que utilizan agua para la producción industrial, reduciendo su consumo tanto en la producción como en las limpiezas en toda la cadena.
Este no es el último proyecto del centro en este ámbito. Así, destacan el proyecto europeo LIFE REWATCH, enfocado en la reutilización del agua en la industria petroquímica, y LIFE HIDAQUA, enfocado en demostrar estrategias de gestión sostenible en industrias con alta demanda de agua, como la industria automotriz. Igualmente, “Eurecat ha llevado a cabo diversos proyectos privados, así como proyectos de financiación nacional y regional en este ámbito, como el proyecto EFLUCOMP financiado con fondos FEDER a través de ACCIÓ en el programa RIS3CAT”, concluye.
El potencial del sector va más allá de los proyectos de investigación y algunas empresas ya lo han incorporado como una línea más de sus actividades, como el caso de ACO, que con más de cuatro décadas de experiencia en sistemas de drenaje, puso en marcha el servicio ACO ENGINEERING para ofrecer soluciones de depuración industrial y recuperación del agua residual generada en sus procesos mediante la reducción de consumo de agua, reducción de consumo energético y recuperación de los residuos extraídos en el proceso de depuración.
“ACO ha puesto en marcha proyectos que tienen en cuenta la reducción de la huella hídrica”, apunta Natalia Gil, Responsable de Ingeniería en ACO Engineering destacando algunos de ellos en el campo de las bodegas, que se llevan a cabo tratamientos de recuperación de agua de proceso para uso en riego de las viñas, de las conserveras, donde se realiza un tratamiento del agua para calidad de reciclar de nuevo en el proceso, los pluviales con el tratamiento de las aguas de lluvia para uso en riego y las alimentarias con el tratamiento del agua de proceso para limpiezas exteriores y camiones.
“ACO busca la optimización de los diferentes procesos que utilizan el agua para la producción industrial, para reducir el consumo de agua tanto en la producción como en las limpiezas en cada momento”, asegura. “En el caso de la conservera, el objetivo es mantener el agua de proceso con la calidad necesaria para cerrar el ciclo al máximo posible. Para ello, se estudia cada línea de producción en volumen y calidad del agua y se optimiza cada una de ellas independientemente”, explica.
“En el caso de los viñedos, se trata de aprovechar el agua utilizada para el proceso de elaboración del vino y realizarle un tratamiento según normativa 'RD 1620/2007 de 7 de diciembre, por el que se establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas' para poder dar uso en riego de viñedos”, añade.
Una cuarentena de pequeñas y medianas empresas (PYMEs) y start-ups con soluciones innovadoras en el sector del agua han sido seleccionadas por el Instituto Europeo de Innovación y Tecnología (EIT) para participar en la iniciativa EIT Community Water Scarcity. Coordinada por EIT Food, el objetivo de la iniciativa es facilitar la transición a una economía que ahorre agua y contribuir, a largo plazo, a reducir el consumo, el despilfarro y la contaminación del agua en Europa.
De este modo, se han seleccionado proyectos de hasta 15 países europeos, no obstante, España es el país con más propuestas que se han seleccionado, un total de 11 que podrán optar a premios de hasta 30.000 euros para probar su solución con clientes finales.
Entre las diversas tecnologías desarrolladas por las start-ups seleccionadas destacan el tratamiento de aguas residuales. Así, se han seleccionado tres empresas que han desarrollado innovaciones en este ámbito, como la madrileña Innosuns. Su tecnología consiste en el tratamiento mediante un proceso electroquímico, llamado electrocoagulación, que separa simultáneamente metales pesados, sólidos, compuestos orgánicos emulsionados y muchos otros contaminantes del agua, utilizando electricidad en lugar de reactivos químicos.
Por otra parte, la malagueña Cartometrics ha sido elegida por su tecnología en el ámbito de gestión de infraestructuras de agua y de aguas residuales, que puede tener aplicación en instalaciones públicas y privadas, municipios o grandes industrias. Esta compañía ha desarrollado una plataforma basada en satélite y aprendizaje automático que también usa datos estadísticos sobre patrones de consumo, detectando posibles fraudes en el uso del agua, entre otras utilidades.
Finalmente, también ha sido seleccionada la solución Aquaradar de la compañía vasca Aquadat. Este sis tema de alerta temprana para una gestión sostenible del agua, genera datos a través de sensores y fuentes externas, recopila en su nube toda la información y la transforma en información útil para la toma de decisiones aplicables en infraestructuras públicas y privadas, municipios, industrias y agencias o autoridades del agua.
Estas empresas, al igual que el resto de las seleccionadas, tendrán un periodo de tutoría y formación, donde trabajarán con un experto en diferentes áreas como el desarrollo de producto, definición del plan comercial, finanzas, internacionalización, entre otras.
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