Entrevista a Ignasi Rodríguez-Roda Layret (II)

– Tu periplo investigador empieza con la tesis doctoral.

Sí, la hice en el campo de la Inteligencia Artificial aplicada a las depuradoras de aguas residuales, pero era 1998 y el Big Data y Data Mining aún estaban muy poco desarrollados. En definitiva, los datos “objetivos” del momento eran mayoritariamente de mala calidad, y por lo tanto, nos centrábamos más en la percepción que tenía en cada momento el jefe de planta: olores, colores, funcionamento de la línea de fangos, etc.

– Fuisteis unos avanzados a vuestra época.

Puede ser… hace poco que las grandes empresas del sector del agua han empezado a hablar de forma habitual de la IA. De alguna forma el concepto ha traspasado los centros de investigación, entrando con fuerza en la industria y ya es una realidad para varios sectores.

– Desde que estás en el ICRA trabajas con varias tecnologías, concretamente con membranas.

Sí, trabajamos con diferentes tipos como son membranas de terciario, desalinización, osmosis inversa y directa…. Pero también tenemos una segunda línea de investigación igualmente importante dedicada a la eliminación de fármacos; hacemos el seguimiento y vemos como se transforman en el medio acuático, como se eliminan, la toxicidad, etc. El ICRA es referente en tomar las medidas.

– Relacionado con el tema de membranas, has mencionado la Osmosis Directa. Es una tecnología interesante porque reduce mucho el consumo energético en comparación con la inversa, aunque tiene algunos inconvenientes…

Efectivamente, aún le queda un largo camino por recorrer, tan solo hay 3 o 4 empresas que se dedican a esta tecnología en el mundo y hay ciertos problemas con el tipo de solución salina a utilizar. También tenemos una legislación incompleta en reutilización y la reposición de estas membranas no tiene la misma agilidad que las convencionales, estos inconvenientes sumados al cálculo de retorno económico hacen que las empresas vean con cierta cautela su uso en la industria.

– Hablando de empresas, participaste en un estudio en reutilización de aguas grises en un hotel de la Costa Brava. Sale a cuenta?

Económicamente hablando el hotel no nota este ahorro ya que la factura del agua es una parte pequeña de sus gastos totales, y si lo miramos por el lado del consumo de agua tampoco. Pero si un día el ayuntamiento impone restricciones por sequía es evidente que tendran una ventaja competitiva. Luego también hay un tema de promoción como empresa ambientalmente responsable, que ahora mismo sería dar un ejemplo de cara al uso sostenible del recurso.

Font: Dutch Water Sector

– Y una mejora de la Huella Hídrica

Desde luego, pero soy bastante escéptico al respecto. Reconozco el valor de concienciación del concepto pero creo que es muy difícil de calcular porque los criterios son demasiado dispares para tener una visión global significativa.

– “Comparativa a gran escala de varias tecnologías en agua reciclada, con especial émfasis en MBR”. Me puedes explicar el objetivo de este artículo en el que has colaborado recientemente?

Este artículo lo escribimos debido a la ausencia de datos reales a gran escala de este tipo de tecnología, y por eso acabó saliendo en The MBR site. Los datos, que son de las licitaciones de las plantas , se pueden consultar en el CEDEX. Una vez recopiladas y analizadas vimos que los MBR eran bastante competitivos en comparación con los terciarios convencionales, además de que se obtiene una agua final de gran calidad.

– Así, en contra del tópico no hay tanta diferencia para contar con ellos en tratamiento terciario.

Sí, pero hay que tener en cuenta qué uso le queremos dar al agua producida, la queremos para regar campos de golf? Regadío? Recargar un acuífero? Baldeo de calles? O quizás para reutilización como agua potable…

– Y en función de este uso final construir la tecnología que se adapte mejor?

Efectivamente, lo que pasa es que en Catalunya mayoritariamente se ha construido por circunstancias que no tienen mucho que ver con este criterio.

– Es decir, se vierte al río sin reaprovecharla…

Y si esta tecnología la comparas con una EDAR convencional ya no sale a cuenta, porque aparte de desaprovechar este agua para reutilización el sistema con MBR suele ser un 20% mas caro. Un esfuerzo en vano. Continúa leyendo Entrevista a Ignasi Rodríguez-Roda Layret (II)

Introducción a las membranas (y V): AnMBR para riego

AnMBR
Esquema de tecnología AnMBR. Scientific Research Publishing

Para cerrar esta serie sobre membranas os presento una aplicación muy interesante. En el número de Mayo/Junio de la revista RETEMA hay un artículo sobre reutilización de agua para riego mediante membranas. Concretamente, el uso de la tecnología AnMBR permite aprovechar tres tipos de recursos: el agua, el biogás y los nutrientes. Voy a explicarlo.

La tecnología AnMBR, una evolución de la MBR, es la aplicación de tecnología de membranas en reactores de tipo anaerobio. Esta configuración es energéticamente más eficiente, ya que la ausencia de oxígeno permite un consumo mucho menor que en la tecnología de lodos activos. Además, del mismo proceso anaerobio se genera biogás mediante las comunidades bacterianas presentes en el biorreactor, una mezcla de gas metano, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno. Finalmente, los microorganismos que llevan a cabo las reacciones anaerobias en el reactor no son capaces de oxidar ni los compuestos nitrogenados ni los fosforilados. Esto último que sería una desventaja en comparación con otros sistemas que sí eliminan nutrientes se convierte en una oportunidad. El agua depurada resultante, al estar enriquecida con nitrógeno y fósforo puede ser utilizada para riego de cultivos.

AnMBR Comparativa
RETEMA

Aprovechando la importancia que la Comisión Europea da a la economía circular, esta tecnología toma una dimensión muy interesante para afrontar los retos planteados:

  • Evitamos el consumo de agua potable para regadío sustituyéndola por agua regenerada proveniente de aguas residuales urbanas.
  • Reducimos el consumo de fertilizantes aprovechando el enriquecimiento en nutrientes de este agua alternativa.
  • Utilizamos el biogás para el autoconsumo de las instalaciones, avanzando hacia la sostenibilidad económica y energética.

Viendo esta gráfica, queda claro que almenos en España la tecnología AnMBR tiene un gran potencial:

Gràfic consums d'aigua
RETEMA

Continúa leyendo Introducción a las membranas (y V): AnMBR para riego

Introducción a las membranas (IV): Fouling

FOULING

El control del fouling o ensuciamiento de las membranas es el factor clave para conseguir un buen rendimiento del proceso de filtración. Este ensuciamiento depende de las características físicas, químicas y biológicas del agua, el tipo de membrana utilizada y las condiciones de operación.

MBR Fouling
Efectos del fouling. Fuente: MDPI

En función del tipo de fouling las membranas que se van a montar tendrán un coste determinado, un pretratamiento específico y unas limpiezas programadas para recuperar su rendimiento original. La supervisión y control del ensuciamiento se hace a través del flujo (LMH, litros por metro cuadrado y hora filtrados) y el aumento de presión en el sistema:

Fouling-flux
Fuente: The MBR Book

En la imagen anterior hemos visto que un aumento del flujo provoca un mayor ensuciamiento, a partir de este resultado se recomienda mantener unos flujos modestos para evitar la saturación precoz del sistema; es lo que denominamos flujo subcrítico. Si operamos las membranas cerca de estos valores podremos evitar el fouling en las primeras etapas de funcionamiento, aunque no podremos evitar su formación a la larga y tendremos que recurrir al lavado de la membrana para recuperar el rendimiento inicial.

ETAPAS DEL FOULING

Según Simon Judd, uno de los mayores expertos en membranas, hay tres etapas en la formación del fouling:

  1. Acondicionamiento: cuando interactúan unas sustancias presentes en el agua de alimentación llamadas EPS y SMP, polímeros y sustancias solubles de origen microbiano que facilitan la interacción de la biomasa en la superficie de la membrana.
  2. Fouling lento: una vez se han unido los primeros flóculos de biomasa en la superficie, estos siguen cubriéndola de forma parcial sin, de momento, afectar los poros. En esta etapa el flujo todavía no se ve afectado por el proceso de ensuciamiento.
  3. Aumento repentino de la TMP: con unas áreas más sucias que otras, el proceso de filtración se produce en las zonas menos obstruidas, aumentando el flujo por encima de los valores críticos. Esto provoca un aumento repentino de la presión transmembrana, síntoma de fouling avanzado y señal que en breve tendremos que hacer una limpieza para volver a los valores iniciales.
Fouling mechanisms
Las 3 etapas del fouling en membranas. Fuente: The MBR Book

COMO SE PUEDE CONTROLAR?

A pesar de que aún queda bastante para entender el fenómeno del fouling, tenemos cinco estrategias para controlarlo:

  • Diseñando un pretratamiento adecuado del agua de alimentación.
  • Activando los protocolos de limpieza más adecuadas.
  • Reduciendo el flujo hasta unos valores subcríticos.
  • Aumentando la aireación.
  • Modificando a nivel biológico y/o químico el licor mixto.

De estas, algunas son más viables que otras, por ejemplo el aumento de la aireación puede tener costes prohibitivos y en cambio el control del flujo puede actuar en sentido contrario.

TIPOS

Hay diferentes tipos de fouling en función de las sustancias responsables del ensuciamiento: por scaling, de tipo orgánico, de carácter biológico, etc. Podéis profundizar en un artículo anterior mío sobre autopsias de membranas aquí.

UN EJEMPLO VISUAL DE FOULING 

Continúa leyendo Introducción a las membranas (IV): Fouling