MITLOP: Un modelo innovador para el tratamiento de residuos en entornos urbanos

Los entornos urbanos consumen el 75% de los recursos del planeta y producen entre el 60 y el 80% de los residuos totales. Por ello, es imprescindible repensar la manera de abastecer, producir y consumir en las ciudades, generando conductas más saludables que transformen el metabolismo urbano bajo el prisma de la economía circular.

Así, las ciudades del futuro están abocadas a ser ciudades circulares y descarbonizadas. La estrecha interacción del ciclo intervenido del agua con la energía y los residuos, entre otras razones, hacen que el papel de los Operadores del Ciclo Urbano del Agua en esta transformación sea decisivo.

Para EMASESA, el compromiso con la sostenibilidad ambiental y social es el eje fundamental en el desarrollo de su actividad, un compromiso que pretende extender a otros sectores y actores, consciente de su capacidad para impulsar los cambios necesarios para la transformación hacia una economía circular y descarbonizada.

En este marco, nace MITLOP, un modelo innovador para la gestión de residuos en el área metropolitana de Sevilla. Se trata de un proyecto transversal, que aspira a involucrar a agentes públicos y privados, emprendedores, así como a la ciudadanía en el desarrollo de soluciones innovadoras y el fomento de conductas acordes con los principios de la economía circular, contribuyendo a generar en el marco de las mismas nuevas oportunidades de negocio.

 

¿Qué es MITLOP?

MITLOP (Modelo Integrado de Gestión y Tratamiento de los Lodos procedentes de la depuración de aguas residuales urbanas, los resultantes de la potabilización de agua y de Otros residuos Orgánicos no Peligrosos) puede definirse como una Estrategia Local de Economía Circular en el entorno metropolitano de Sevilla, liderada por la Empresa Metropolitana de Abastecimiento y Saneamiento de Aguas de Sevilla, EMASESA, y que se articula en torno a tres grandes ejes: la innovación, la transformación del modelo productivo y la concienciación/sensibilización de la ciudadanía.

MITLOP establece un modelo de gestión para los residuos no peligrosos de alta carga orgánica generados en el entorno del área metropolitana de Sevilla, tanto por EMASESA (lodos EDAR) como por terceros, mediante el cual éstos se transforman en energía y/o productos valorizados. Se trata de una pieza clave en el marco de la Estrategia de Economía Circular y el Plan de Eficiencia Energética de EMASESA, que contribuye decisivamente a sus objetivos de descarbonización.

 

Punto de Partida: El Marco para la Gestión de Lodos de EDAR en Andalucía y las Estrategias de EMASESA

EMASESA gestiona el servicio de saneamiento y depuración en los municipios de Sevilla, Alcalá de Guadaira, Dos Hermanas, Alcalá del Río, La Puebla del Río, Camas, Coria del Río, La Rinconada, Mairena del Alcor, San Juan de Aznalfarache y El Ronquillo, para lo que cuenta con seis EDARes.

En estas EDARes se tratan alrededor de 80 Hm3 anuales de aguas residuales, que generan más de 70.000 Tn/año de lodos estabilizados (expresados como materia fresca), concentrándose las mayores producciones en Copero y Ranilla.

Con el objetivo de valorizar el 100% de los lodos generados en el proceso de depuración, en 2004 EMASESA puso en marcha una planta de compostaje anexa a la EDAR Copero, en la que los lodos digeridos y deshidratados eran sometidos a un proceso de secado solar en invernadero y posteriormente a un compostaje tradicional a la intemperie con pilas dinámicas y volteos mediante maquinaria pesada.  Este modelo de tratamiento de lodos permitía el cierre del ciclo del agua correctamente desde una perspectiva legal, técnica, económica y medioambiental.

Sin embargo, presentaba algunos inconvenientes y oportunidades de mejora, vinculados a limitaciones de carácter operativo (p.ej. dependencia del calendario agrícola o de la climatología) y la generación de determinadas afecciones ambientales a la población, por lo que, tras un análisis de alternativas, en 2017 se suspendió su actividad y se transfirió su gestión a un servicio externalizado con gestor autorizado.

En agosto de 2018, la Junta de Andalucía publica la Orden de 6 de agosto de 2018, conjunta de la Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural y de la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, por la que se regula la utilización de lodos tratados de depuradora en el sector agrario. Esta norma ha supuesto un punto de inflexión para el tratamiento y la valorización de los lodos de EDAR en Andalucía, ya que establece uno de los mayores niveles de exigencia en España en esta materia.

Con el objetivo de garantizar las mejores prácticas en la aplicación segura y sostenible de los lodos de EDAR en la agricultura, dicha orden establece un mayor nivel de control y transparencia a gestores y productores, y fija en su Anexo II los métodos de tratamiento a utilizar para tener la consideración legal de lodo tratado de depuradora y poder entregarse a un gestor para efectuar como tratamiento final una operación de valorización R10 (tratamientos para mejora de suelo agrícola). En su disposición final tercera, la orden establecía un plazo de tres años para adaptar las instalaciones de tratamiento de lodos a los métodos recogidos en dicho Anexo II.

En Andalucía se generan más de 400.000 Tn/año de lodos de EDAR, de las cuales el 61% someten a una valorización mediante aplicación directa en agricultura, y el 35% son compostados, siendo sólo un 5% los lodos que se someten a otros tratamientos.

La entrada en vigor de la Orden implica que los lodos que actualmente se someten a una operación R10 por gestor autorizado (250.000 Tn/año aprox.) deberán someterse a los tratamientos recogidos en el Anexo II de dicha Orden, lo que hace necesario el desarrollo de nuevas infraestructuras y/o mejoras de las ya existentes para tener suficiente capacidad y gestionar conforme a la Orden toda la producción. A día de hoy está constatado que esta capacidad es totalmente insuficiente, lo que ha llevado a la Junta de Andalucía a modificar la Disposición Final tercera de la Orden, ampliando en un año (hasta agosto de 2022) el plazo de adaptación de las instalaciones.

A pesar de que se están construyendo y adecuando nuevas instalaciones, la falta de mecanismos de financiación para gestores y productores, los trámites ambientales requeridos para su puesta en funcionamiento y la lentitud en la resolución de dichos trámites ponen en cuestión que en la nueva fecha límite, exista una capacidad suficiente en Andalucía para cumplir con lo normativa autonómica.

Comprometidos firmemente con la sostenibilidad y con el objetivo de anticiparse al escenario actual, desde 2018 un equipo pluridisciplinar de EMASESA integrado por diversas unidades funcionales de la empresa, ha trabajado intensamente en la búsqueda de una solución innovadora que más allá de permitir a EMASESA ser el primer operador en Andalucía con infraestructuras adaptadas al cumplimiento de la norma, diera un impulso a sus estrategias de Economía Circular y de Eficiencia Energética. El resultado de este trabajo se concreta en MITLOP.

 

MITLOP: la Innovación como Motor para la Transición a una economía circular y descarbonizada

En 2018, el equipo pluridisciplinar de EMASESA se planteó como objetivo un sistema para la gestión de sus residuos con gran amplitud de miras. Así, más allá del estricto cumplimiento de la norma, se trataba de encontrar una solución que diera respuesta a estos retos:

• Cumplimiento de la nueva normativa andaluza (tecnologías innovadoras).

• Valorización del 100% de los lodos generados en los sistemas de depuración y potabilización, acorde con los objetivos de su Estrategia de Economía Circular.

• Alcanzar el 100% de autosuficiencia energética en el proceso de depuración y reducción de las emisiones indirectas de GEI de Alcance 1, así como directas de Alcance 2 en el transporte de lodos (acorde con las estrategias de descarbonización y de lucha contra el cambio climático).

• Sostenibilidad social, económica y ambiental: reducción de impacto, particularmente de olores y creación de valor a través de circuitos de economía circular a nivel local.

• Utilización de energías limpias.

• Actuar como palanca para la transición hacia una economía circular en el entorno metropolitano de Sevilla, mediante la incorporación al proceso de otros residuos generados en el territorio por terceros.

• Solución replicable, con impacto sectorial.

Consciente de que la respuesta a estos retos sólo era posible desde la innovación, y convencidos que innovar requiere esfuerzos y recursos (humanos y económicos) EMASESA consideró la Compra Publica Innovadora (CPI) como el mecanismo más adecuado para encontrarla.

MITLOP establece un modelo de gestión para los residuos con alta carga orgánica generados en el entorno del área metropolitana de Sevilla para su transformación en energía y/o productos valorizados.

La CPI es una herramienta eficaz que permite a los agentes públicos ser tractores de la innovación, favoreciendo que las PYMES, emprendedores y empresas realicen apuestas innovadoras para satisfacer demandas que aún no encuentran respuestas en el mercado. A la vez que incentiva la actividad innovadora en el sector empresarial, favorece su impulso en el sector público, más resiliente a los cambios, facilitando la incorporación de nuevas tecnologías y procesos.

Para contar con los recursos adecuados, EMASESA presentó ante el Ministerio de Ciencia e Innovación el proyecto MITLOP CPI-2019-34-1-MIT-04 (Modelo Integrado de gestión y Tratamiento de los Lodos procedentes de la depuración de aguas residuales urbanas, los resultantes de la potabilización de agua y de otros residuos Orgánicos no Peligrosos). La propuesta fue resuelta favorablemente, concediéndose un incentivo para la cofinanciación del 64% sobre la ayuda de 18 M€ solicitada, mediante el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el marco del Programa Operativo Plurirregional de España (POPE) 2014-2020 al amparo de la Línea de Fomento de la Innovación desde la Demanda (Línea FID) del Ministerio de Ciencia e Innovación (3ª Convocatoria).

En el marco del proceso de CPI, EMASESA llevó a cabo entre junio y diciembre de 2019 una Consulta Previa al Mercado (CPM), con la finalidad de establecer el estado del arte de la oferta tecnológica para hacer frente a los retos planteados, y poder concretar el objeto de la licitación.

En la CPM se presentaron 17 propuestas desde TRL5 a TRL9, en las que estaban involucradas 24 entidades pertenecientes a un amplio espectro: grandes empresas multinacionales, PYMES innovadoras, centro tecnológicos y universidades. Analizadas estas propuestas, su grado de desarrollo, costes operativos, reducción de impacto, proyección de mercado, etc.  se definió la estrategia operativa de MITLOP, que se configura en torno a las siguientes líneas:

• Implantación de un sistema de compostaje mejorado, más eficiente, mediante pilas volteadas en invernadero y con biofiltro para desodorización. En el proceso de compostaje se prevé el uso de biomasa vegetal generada en los espacios verdes del área metropolitana de Sevilla como material estructurante.

• Implantación de energías renovables (solar fotovoltaica) para autoabastecimiento energético del proceso (descarbonización).

• Codigestión de  residuos orgánicos no peligrosos de alta carga generados por terceros en el entorno del área metropolitana de Sevilla, para el incremento de la producción de biogás, mejorando la eficiencia energética.

• Tratamiento de higienización del 100% de los lodos de EDAR generados por EMASESA mediante hidrólisis térmica.

Bajo esta configuración, MITLOP permite cumplir con  la reglamentación existente, minimizando el posible impacto de los aspectos ambientales generados, y avanzar en el desarrollo de un modelo de economía circular que involucra a EMASESA y también a otros agentes públicos y privados de su entorno.

La valorización de residuos y/o su transformación en energía, contribuye a la creación de valor, a través de mecanismos de Economía Circular, optimizando la gestión pública del ciclo urbano del agua en el área metropolitana de Sevilla y generando nuevas oportunidades de negocio para el sector privado.

 

Puesta en Marcha de MITLOP: Operación y Desarrollo de Infraestructuras

La innovación no es posible sin esfuerzo. Así, la puesta en marcha de MITLOP, requiere un importante esfuerzo inversor tanto de EMASESA (con un importante apoyo de fondos FEDER) como por parte de la Junta de Andalucía y de la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir, para disponer de las infraestructuras y el equipamiento necesario.  Además, conlleva modificaciones significativas en los procesos operativos de EMASESA.

El punto de partida y modelo a seguir es la EDAR Copero. Con una capacidad actual de diseño de 255.000 m3/d y 950.000 h.e,  en esta planta se depuran actualmente el 50% de las aguas residuales  que trata EMASESA.  En el marco de los Convenios de Colaboración suscritos por EMASESA con la Junta de Andalucía y con la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir, se están desarrollando las obras necesarias para conducir las aguas residuales de las Cuencas Norte (EDAR San Jerónimo) y Oeste (EDAR Tablada) a la EDAR Copero, así como para la adaptación de dicha EDAR para adecuarla a tratamiento  más riguroso, incorporando las tecnologías más innovadoras para la eliminación de manera eficiente de materia orgánica y nutrientes.

La puesta en marcha de MITLOP requiere un importante esfuerzo inversor. La EDAR Copero incorporará las tecnologías más innovadoras para la eliminación de manera eficiente de materia orgánica y nutrientes permitiendo depurar casi el 80% de las aguas residuales del entorno metropolitano de Sevilla

Una vez finalizadas dichas obras, la EDAR Copero depurará casi el 80% del volumen total de las aguas residuales servidas por EMASESA en el entorno metropolitano de Sevilla.

Dada la importancia estratégica de esta EDAR actualmente y en el futuro, es en ella donde se han comenzado a implementar los procesos y tecnologías que requiere MITLOP.

 

 

Codigestión de Residuos de Alta Carga Orgánica en EDAR Copero

La EDAR Copero cuenta con 8 digestores anaerobios con una capacidad total de 39.600 m3. En estos digestores se procesan 17.500 Tn MS/año de lodos generados en la EDAR y residuos no peligrosos de alta carga, produciéndose alrededor de 8.280 TnMS/año de lodos estabilizados, equivalentes a 36.000 Tn MH/año (materia fresca al 23% de sequedad) y generando 5.600.000 Nm3/año de biogas que se traducen en 11.200 MW/año, el equivalente al  86 % del consumo eléctrico de la instalación.

De las 17.500 Tn MS/año procesadas, 4.500 corresponden a residuos no peligrosos de alta carga producidos por terceros, que se codigieren conjuntamente con el lodo de la EDAR incrementado la producción de biogás, ya que generan 2.000.000 Nm3 de biogas/año, lo que supone  4.000 MW/año . Esto hace posible no sólo una gestión circular y sostenible de estos residuos, sino que también permite que la EDAR Copero pueda alcanzar ese 86% de autosuficiencia energética.

Una vez realizadas las obras de adecuación y ampliación en al EDAR Copero, esta instalación podrá procesar hasta el máximo de su capacidad 22.700 Tn MS/ año de lodos y residuos no peligrosos de alta carga, conforme a su Autorización Ambiental Unificada (AAU), lo que podría, garantizar la autosuficiencia energética de la nueva instalación al 100%.

Este modelo se va a trasladar de manera inminente a la EDAR Ranilla, una vez concluyan los trámites ambientales pertinentes, ya que cuenta con el equipamiento e instalaciones necesarias para ello, lo que permitirá garantizar también su autosuficiencia energética a muy corto plazo.

 

Instalación de Hidrólisis Térmica en EDAR Coopero

En el marco de la colaboración público-privada, en 2019 se instaló la tecnología de hidrolisis térmica para el tratamiento de los lodos generados en la EDAR Copero. La Hidrólisis térmica acelera la fase limitante de los procesos de digestión anaerobia (hidrolisis) generando una materia orgánica más biodegradable, lo que permite  aumentar los flujos de carga a los digestores anaerobios. Este tratamiento consigue una reducción del volumen total de lodos Y una mayor producción de biogás (un 20 % más).

El resultado es un lodo de mayor sequedad (hasta un 26%), higienizado y fácilmente valorizable.

Tras un periodo de trabajo conjunto entre las empresas participantes en el proyecto para la puesta en marcha y optimización del proceso, esta tecnología se encuentra plenamente operativa y con capacidad de procesar el 100% de los lodos generados en la EDAR Copero. El proyecto de adecuación y ampliación de la EDAR Copero contempla la ampliación de la hidrolisis térmica acorde con las nuevas necesidades tras las obras de adecuación de la planta.

Constado que en un entorno real de operación la tecnología cumple con los requisitos establecidos en el Anexo II de la de la Orden de 6 de agosto de 2018, conjunta de la Consejería de Agricultura, Pesca y Desarrollo Rural y de la Consejería de Medio Ambiente y Ordenación del Territorio, en diciembre de 2020, a propuesta de EMASESA, la Junta de Andalucía resolvió ampliar el punto 2.2 de dicho Anexo II, para incluir la Hidrólisis Térmica como tratamiento apto para tener la consideración legal de lodo tratado de depuradora y poder entregarse a un gestor para efectuar como tratamiento final una operación de valorización R10.

 

Compra Pública Innovadora (Proyecto MITLOP CPI-2019-34-1-MIT-04)

Este proyecto ha sido cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER) en el marco del Programa Operativo Plurirregional de España (POPE) 2014-2020 al amparo de la Línea de Fomento de la Innovación desde la Demanda (Línea FID) del Ministerio de Ciencia e Innovación, en un 64% sobre la propuesta aprobada de 18M€.

Así, con dicho apoyo económico, concedido para la compra pública de innovación, EMASESA ha licitado en 2021 las siguientes obras:

Complejo Ambiental Copero: Recientemente adjudicada por un importe de 17 M€ (IVA no incluido) este Complejo Ambiental Anexo a la EDAR Copero, se concibe como un Hub para la Economía Circular, un espacio abierto para estimular la innovación, crear clústers para el desarrollo de nuevas tecnologías y fomentar el debate técnico y social en torno a las transformaciones necesarias para el desarrollo de la economía circular.  En el Hub se distinguen varios espacios diferenciados.

• Planta de Tratamiento de Lodos: compuesta por zonas diferenciadas de recepción y tratamiento, compostaje (fermentación y maduración) con capacidad para 70.000 Tn/año, de lodo fresco estabilizado cuyo marcado carácter innovador viene dado de una parte por la mejora en la eficiencia de diseño del proceso y de otra por el potente  sistema de desodorización, clave para la sostenibilidad social del proyecto, ya que elimina los posibles impactos a los vecinos de la barriada  de Fuente del Rey, perteneciente al municipio de Dos Hermanas. En esta planta se compostarán el 100% de los lodos generados por EMASESA durante el periodo que la normativa no permite su aplicación agrícola directa. La planta contará con una instalación solar fotovoltaica para autoabastecimiento con energías renovables.

• Área para el impulso de la actividad innovadora: para apoyar el desarrollo de soluciones innovadoras con potencial para afrontar los retos de la economía circular en el sector del agua, desde la fase de idea a la etapa precomercial. Se fomentará el desarrollo de proyectos de innovación colaborativos, en los que los emprendedores jueguen un papel protagonista, favoreciendo el traslado de sus tecnologías al mercado.

• Área de investigaciones agrarias: espacio reservado para fomentar proyectos y ensayos encaminados a lograr la optimización del uso (dosis de aplicación, especies, etc) en agricultura tanto del lodo fresco como compostado.

• Forum Circular: un espacio con salón para público y área expositiva, reservado para conectar con los agentes sociales y económicos, las administraciones, la comunidad científica y tecnología y la sociedad. La implicación de la ciudadanía es indispensable para la transición hacia una economía circular, ya que su toma de decisiones y su comportamiento determinan el metabolismo urbano. Por ello es imprescindible que el Hub cuente con un espacio reservado para la participación y divulgación social, conforme a la Estrategia España Circular 2030.

Además, el proyecto engloba una importante integración ambiental de la zona recuperando áreas degradadas y abandonadas dentro del perímetro de la instalación.

 

 

Instalación de Hidrólisis Térmica en EDAR Ranilla: Actualmente en licitación por un importe de 4.2 M€ (IVA no incluido) esta instalación permitirá replicar en esta EDAR el proceso ya consolidado en Copero.

Está previsto que estas dos obras finalicen en 2023 y se encuentren en pleno funcionamiento en 2024, siendo EMASESA el primer operador de Andalucía con infraestructuras propias adaptadas y suficientes para el cumplimiento de la normativa autonómica.

Aunque el modelo no estará plenamente configurado hasta que finalicen todas las obras que tanto por parte de EMASESA como por parte de la Junta de Andalucía y la Confederación Hidrográfica del Guadalquivir deben acometerse, puede decirse que MITLOP es ya una realidad a día de hoy.

La remodelación y modernización de las EDAR, la implantación de tecnologías innovadoras, así como el Hub Circular aspiran a consolidar un centro de referencia en materia de economía circular en el sector del ciclo urbano del agua.

Realidad que es posible gracias al esfuerzo colaborativo entre las empresas privadas, agentes de innovación y el equipo pluridisciplinar de EMASESA, así como gracias al apoyo inversor de las administraciones.  El resultado de todo ello es una profunda transformación de EMASESA, tanto en lo que respecta a su manera de operar, con una clara apuesta por la descarbonización y la economía circular, así como en lo relativo a sus infraestructuras, siendo la innovación el catalizador de este proceso de transformación.

La remodelación y modernización de las EDAR, la implantación de tecnologías innovadoras, así como el Hub Circular y las relaciones que en él se establezcan, aspiran a consolidar en Sevilla y su área metropolitana un centro de referencia en materia de economía circular en el sector del ciclo urbano del agua.