Plantas de tratamiento de aguas residuales más eficientes para generar menos gases de efecto invernadero, ahorrar energía y reducir el consumo de agua
El tratamiento de aguas residuales es un proceso esencial pero todavía ineficiente en la Unión Europea: requiere grandes cantidades de energía y genera abundantes emisiones. Actualmente representa alrededor del 3 % del consumo eléctrico en los países desarrollados, y la eficiencia energética de las plantas de tratamiento en Europa suele ser inferior al 50 %. Además, provoca la emisión a la atmósfera de grandes cantidades de gases perjudiciales en diversas fases del proceso, ya sea por la utilización de la energía, el consumo de sustancias químicas, la eliminación de efluentes indeseados o la gestión de lodos residuales. «Las plantas de tratamiento de aguas residuales son una fuente antropogénica considerable de emisiones de gases de efecto invernadero, incluyendo dióxido de carbono, metano y óxido nitroso (N2O); estos últimos causan, respectivamente, 25 y 265 veces más daño que el CO2 a lo largo de un periodo de cien años», explica el profesor Andreas Andreadakis, miembro del Departamento de Recursos Hídricos de la Universidad Técnica Nacional de Atenas y coordinador del proyecto C-FOOT-CTRL. El rediseño de las plantas, o de su modo de funcionamiento, podría ser un primer paso para solventar esta terrible situación. C-FOOT-CTRL es un proyecto financiado por Horizonte 2020 que ha desarrollado una herramienta informática para poner en marcha el proceso. C-FOOT-CTRL es un sistema de observación en línea para plantas de tratamiento que puede predecir de forma precisa y registrar la emisión de gases, detectando las peores fuentes de contaminación e ineficacia. Después sugiere opciones de mejora para reducir la huella de carbono.
Medición de la huella de carbono
El equipo de C-FOOT-CTRL creó un novedoso analizador de gases para controlar las emisiones y registrar la información en línea. «Se ha prestado especial atención a la medición en línea del N2O», comenta el profesor Andreadakis. Prácticamente el 8 % de las emisiones antropogénicas mundiales de gases de efecto invernadero son N2O y las plantas de tratamiento de aguas residuales representan el 3,2 % de esa cifra. La herramienta registra de forma precisa las emisiones y realiza un seguimiento de ellas en el origen y en tiempo real; además, cuando es necesario, pone en marcha procesos de mitigación. Mientras tanto, el sistema indica qué actividad específica está provocando el problema. La herramienta C-FOOT-CTRL incluye tres componentes básicos: bases de datos, mediciones en línea y un modelo de ordenador dinámico que determina la huella de carbono. Una interfaz de usuario comunica los resultados del sistema de observación a los operarios de las plantas. El innovador software ha sido diseñado como un sistema flexible y de bajo coste basado en redes de sensores integrados para la observación y «supervisión» de actividades destinadas a reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. Al detectar puntos débiles estructurales también debería inspirar nuevos diseños. «C-FOOT-CTRL hará que los servicios de suministro de agua se esfuercen más y prioricen las nuevas tecnologías como parte de sus estrategias de innovación, con base en el análisis del rendimiento de sus plantas de tratamiento de aguas residuales», añade el profesor Andreadakis. La herramienta se puso a prueba satisfactoriamente en dos plantas de tratamiento diferentes de Grecia y Reino Unido. «La herramienta de C-FOOT-CTRL ha permitido desarrollar una serie de estrategias de mitigación para las emisiones de gases de efecto invernadero y estudios sobre los efectos de su puesta en práctica en plantas de tratamiento de aguas residuales», explica el profesor Andreadakis.
Ventajas continuas
La herramienta y sus resultados contribuirán a la lucha contra el cambio climático y aumentarán la eficacia energética en la UE. Además, mejorarán el funcionamiento cotidiano de las plantas, lo cual debería incrementar la calidad de vida de las comunidades locales. Reducir la huella de carbono de las plantas de tratamiento de aguas residuales también puede ser ventajoso desde el punto de vista del precio del suministro de agua, según explica el profesor Andreadakis: «La herramienta de C-FOOT-CTRL y la aplicación de estrategias adecuadas de mitigación de los gases de efecto invernadero pueden reducir el consumo energético de la planta. En consecuencia, el servicio de gestión de aguas residuales puede ser más barato y, a su vez, reflejarse en la factura del agua de los clientes». La investigación se llevó a cabo con el apoyo del programa Marie Skłodowska-Curie.
Palabras clave
C-FOOT-CTRL, gases de efecto invernadero, planta de tratamiento de aguas residuales, energía, consumo, agua, huella de carbono, cambio climático, factura del agua