La urbanització, el canvi climàtic, l'agricultura intensiva i la contaminació, entre altres factors derivats de l'activitat humana, suposen una amenaça per als recursos hídrics. Fins ara, les aigües residuals urbanes -sent les més voluminoses- en el millor dels casos es tracten i, un cop tractades, s'aboquen al medi. De vegades també s'utilitzen per a regar, però en petits percentatges. A Catalunya, una de les comunitats autònomes on més es reutilitza, tan sols s'aprofita un 10% d'aquestes aigües per a reg de jardins o per al reg agrícola. Les aigües de drenatge agrícola són també una greu problemàtica, ja que van carregades tant de nutrients com de subproductes de fitosanitaris, entre d'altres.
Actualment, l'escassetat, en algunes regions del Mediterrani espanyol comença a ser greu, i la contaminació de l'aigua és un dels principals problemes mediambientals a tractar i la gestió d'aquest recurs adquireix especial rellevància en països com els de la conca del Mediterrani. Per fer front a aquest problema s'haurien de portar a terme diferents estratègies de tractament i reutilització de l'aigua i fer un ús responsable.
Per aquest motiu, la Unió Europea ha posat en marxa iniciatives per finançar idees innovadores. El Grup de recerca d'Enginyeria i Microbiologia del Medi Ambient (GEMA) de la UPC ha construït una planta pilot de 30 m3 per a la producció de bioproductes i bioenergia a partir de microalgues cultivades en aigües residuals. La planta es va presentar al Agròpolis, un terreny experimental situat a Viladecans que forma part del Campus del Baix Llobregat de la UPC.
El projecte INCOVER (Innovative Eco-Technologies for Resource Recovery from Wastewater) es va iniciar al juny de 2016, en el marc del programa Horizon 2020, com a resposta a la necessitat de noves solucions en tractament i reutilització de l'aigua. El principal objectiu és desenvolupar tecnologies innovadores i sostenibles per al tractament d'aigües residuals que, al seu torn, generin productes de valor afegit i residu zero.
A la planta de generació de bioproductes que s'ha construït al Agròpolis, situat a Viladecans, s'investiga com produir nous recursos energètics i productes de valor a partir d'aigües residuals agrícoles i domèstiques
Es tracta de canviar el concepte del tractament d'aigües residuals, per passar d'una tecnologia de tractament de residus a una tecnologia de producció de recursos, contribuint, d'aquesta manera, a la generació d'una economia circular.
El projecte INCOVER, coordinat pel Centre Tecnològic Aimen, ha rebut recentment el Premi de la Indústria de l'Aigua del Regne Unit (Water Industry Award 2018), en la categoria «Iniciativa de recuperació i de fangs i recursos» (Sludge & Resource Recovery).
Algues per generar bioplàstics
Els investigadors del Grup d'Enginyeria i Microbiologia del Medi Ambient (GEMMA) de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), dirigit pel professor Joan García, del Departament d'Enginyeria Civil i Ambiental han experimentat i demostrat la capacitat de cert tipus de microalgues - els cianobacteris- per produir i acumular bioplàstics. Adaptant les condicions dels fotobioreactors, es pot afavorir l'augment de la població d'aquests organismes, capaços de sintetitzar i acumular bioplàstics en forma de grànuls en el citoplasma de la cèl·lula com a reserva de nutrients.
Les propietats d'aquests bioplàstics són molt similars a les dels plàstics tradicionals que provenen de la indústria petroquímica i amb l'avantatge que són totalment biodegradables. Ara també investiguen com utilitzar-los en el mercat dels embalatges i els envasos. La previsió és arribar a aconseguir 1,5 kg de bioplàstics al dia.
El residu sòlid d'aquesta digestió és estabilitzat en un aiguamoll artificial de 6 m2, construït també en l' Agròpolis, on es produeixen biofertilitzants. Finalment, l'aigua tractada en aquests fotobioreactors és sotmesa a una ultrafiltració i desinfecció solar, seguida de columnes d'adsorció de fòsfor. Finalment, l'aigua tractada serveix per a reutilitzar en cultius (fins a 250 m2 de camp) mitjançant un sistema de reg intel·ligent.
La riquesa del biometà obtingut és molt més gran que la que s'obté en processos de digestió convencionals, on passa per una columna d'absorció que reté gasos volàtils i altres contaminants que disminueixen la riquesa del producte.
Almeria i Alemanya, dos pilots més
Dues plantes pilot d'estudi s'inclouen en el marc del projecte INCOVER: una a les instal·lacions d'Aqualia a Chiclana de la Frontera, Cadis, i a Almeria, i l'altra a Alemanya. Els objectius de l'equip d'investigació d'Almeria, són similars als de la línia de la UPC: obtenció de bioplàstics, de metà, de fertilitzants biològics i d'aigua desinfectada mitjançant sistemes solars per al seu posterior ús com a aigua de reg.
La principal diferència és que per al creixement de les microalgues no utilitzen fotobioreactors (sistemes tancats), sinó que utilitzen llacunes de càrrega alta (sistemes oberts). D'altra banda, els sistemes de desinfecció solar són diferents i el tractament per obtenir fertilitzants no es fa en aiguamolls, sinó en plantacions d'arbres.
Pel que fa a la tercera línia d'investigació, que es realitza a Leipzig, Alemanya, és diferent ja que no té com a finalitat les microalgues sinó els llevats. En aquest cas, els bioreactors són alimentats amb aigües residuals de les cuines de l'institut d'investigació i no generaran bioplàstics, sinó àcids orgànics. El residu dels llevats es processa per obtenir carbó biològic, en lloc de metà, i carbons actius en lloc de fertilitzants biològics.
* Font: La UPC construeix una planta per produir bioproductes i bioenergia a partir d'aigües residuals, mitjançant microalgues.
