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INVESTIGADORES DE INGENIERÍAS AGRARIAS DE PALENCIA ANALIZAN LA CONTAMINACIÓN DE SUELOS AGRÍCOLAS FERTILIZADOS CON LODOS Y COMPOST

Fuente: Gabinete de Comunicación de la UVa

Investigadores de la Escuela Técnica Superior de Ingenierías Agrarias de Palencia de la Universidad de Valladolid (UVa) estudian si se origina contaminación cuando se utilizan lodos procedentes de estaciones depuradoras de aguas residuales (EDAR) y compost de basuras urbanas en la fertilización de suelos agrícolas.

En un trabajo desarrollado en dos parcelas de la localidad palentina de Villamediana, los científicos han estudiado el grado de contaminación de los suelos agrícolas por policlorados bifenilos (PCB).

Estos compuestos contaminantes tienen su origen principal en la deposición atmosférica de la contaminación ambiental, debida a las emisiones de algunas industrias y las reservas que existen todavía de estos compuestos, afectando a los lodos que se obtienen en la depuración de las aguas residuales y el compost de residuos sólidos urbanos.

Aunque en la actualidad está prohibida la fabricación de PCB, siguen estando en el medio ambiente y son potencialmente peligrosos para la salud. Por este motivo, los investigadores han estudiado su presencia después de fertilizar durante ocho años las tierras con estos residuos orgánicos.

Al comparar los suelos donde se aplicaron residuos orgánicos frente a suelos que no los recibieron, los científicos han determinado que los primeros aumentaron su contenido en PCB, según los resultados que recoge una tesis doctoral defendida por el investigador por Juan Manuel Antolín, dentro de un equipo dirigido por la profesora Mercedes Sánchez Báscones, perteneciente al Grupo de Investigación Reconocido en Tecnologías Avanzadas Aplicadas al Desarrollo Rural Sostenible (GIR TADRUS).

Sin embargo, los niveles alcanzados se quedaron muy por debajo de los valores establecidos para suelos alejados de zonas de emisión de estos contaminantes, de manera que no se estima que la utilización de estos compuestos orgánicos pueda suponer un riesgo para la salud.

Las líneas de investigación de este grupo que tiene su sede en la ETS de Ingenierías Agrarias de Palencia se centran en “la gestión, el tratamiento y el aprovechamiento agrario de residuos orgánicos, procedentes de industrias alimentarias o ganaderas para ser utilizados posteriormente como fertilizantes o enmiendas en suelos agrícolas y forestales o en la restauración de suelos degradados”, explica Juan Manuel Antolín.

Dentro de este marco, la evaluación de la ausencia de toxicidad de estos residuos es fundamental cuando se aplican en suelos con cultivos, por su relación con la salud humana y animal.

En este caso, gracias a un proyecto subvencionado por la Junta de Castilla y León, cuyo objetivo era estudiar la viabilidad de utilizar lodos de las estaciones depuradoras y compost de residuos sólidos urbanos como fertilizantes en suelos agrícolas, se concluye que esta reutilización resolvería dos problemas: la gran cantidad de lodos generados en las estaciones depuradoras y la tendencia a la desertización de los suelos agrícolas de la comunidad, con contenidos de materia orgánica inferiores al 2%, a causa de las técnicas de laboreo intensivas.

Un aspecto fundamental era abordar la posible contaminación de los suelos agrícolas por algunos tipos de sustancias incluidas en los residuos orgánicos utilizados, como metales pesados y los PCB.

Estos compuestos han sido ampliamente usados en la industria eléctrica, por ejemplo, en transformadores y condensadores como fluidos dieléctricos; y también en productos de consumo como tintas, papeles y pinturas.

Sin embargo, en la actualidad, están incluidos en la lista de los contaminantes orgánicos persistentes prohibidos por el Convenio de Estocolmo por su toxicidad, bioacumulación, persistencia en el medioambiente y alta movilidad.

El mayor problema deriva de su acumulación en el tejido graso de los seres vivos y de su transferencia a través de la leche materna.

Algunos estudios vinculan su presencia a alteraciones hormonales y problemas de aprendizaje en los niños. Por sus características físicas, los PCB tienden a acumularse en las zonas más frías del planeta, como los polos.

Trabajo de campo y de laboratorio

La gran aportación de este trabajo es que se ha realizado “en condiciones ambientales reales, no en estudios de laboratorio”, destaca Juan Manuel Antolín.

Para ello se eligieron dos parcelas, una de regadío y otra de secano, que se dividieron para aplicar distintos tratamientos: fertilización mineral y fertilización orgánica con lodo compostado, lodo deshidratado y compost de basuras urbanas. Además, se dejó otra subparcela como suelo control, sin tratamiento.

Los investigadores repitieron el proceso cuatro veces y tomaron muestras antes y después para medir aspectos edafológicos y la concentración de contaminantes.

Además, también se realizaron análisis de plantas por su tamaño, producción y contenidos.

“Nuestra inquietud por el estudio de los PCB se debió a que estos compuestos están presentes a nivel global”, señala el científico, así que analizar su presencia “nos indicaría el nivel de calidad de nuestro medio ambiente más cercano”, teniendo en cuenta que en la región no existían este tipo de estudios.

Los tratamientos con los tres residuos orgánicos generaron un incremento de la concentración de PCB en el suelo agrícola. Aun así “están muy por debajo del umbral límite recomendado por la Unión Europea”.

Además de la aplicación de residuos orgánicos, otra posible vía de llegada de estos compuestos al suelo es la deposición atmosférica, que el análisis del terreno de control descartó en este caso.

Tendencia a la reducción

Por otra parte, se realizó una simulación sobre la tendencia de estos compuestos, debida a la aplicación de residuos orgánicos en los suelos agrícolas, de forma continua hasta el año 2050.

“Los valores obtenidos fueron muy próximos a cero, porque la tendencia de los PCB en el medio ambiente se está minimizando gracias a las normativas actuales, que además de prohibir su fabricación, obligan a que las reservas existentes se eliminen progresivamente”, apunta el experto.

No obstante, “siempre es necesaria la labor de equipos de investigación que vigilen y determinen la posible existencia de sustancias tóxicas como los PCBs, evitando posibles problemas de contaminación”.

En ese sentido, de cara al futuro, “nuestro objetivo es determinar otro tipo de compuestos tóxicos, como dioxinas y furanos”. Al no estar restringidos por la legislación, escapan del control, así que “vigilar y prevenir posibles riesgos para la salud humana y animal es una de nuestras responsabilidades”, comenta Juan Manuel Antolín.

LA UVa EXPLORARÁ NUEVAS VÍAS PARA REVALORIZAR EL BIOGÁS

Fuente: Gabinete de Comunicación de la UVa

Un equipo de investigadores del Grupo de Tecnología Ambiental del Departamento de Ingeniería Química y Tecnología del Medio Ambiente (perteneciente a la EII) de la Universidad de Valladolid ha obtenido recientemente un proyecto del Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Economía y Competitividad (MINECO) cuyo fin último es explorar nuevas vías para la revalorización del biogás procedente del tratamiento de aguas residuales.

El proyecto se desarrollará a lo largo de los próximos tres años y contará con un presupuesto de 173.000 euros. Además, una de las tecnologías que se encuentra en fase avanzada será escalada en el marco del Proyecto INCOVER (Programa Horizonte 2020), en un proyecto en el que el grupo contará con un presupuesto de 338.687 euros hasta 2019.

“El hecho de que el biogás ya no sea tan atractivo por los cambios en el marco energético y regulatorio a nivel nacional e internacional, hace que muchos productores emitan el metano –su componente principal- a la atmósfera contribuyendo al calentamiento global y al cambio climático”, explican los investigadores principales del proyecto, Raúl Muñoz y Raquel Lebrero.

En estaciones depuradoras de aguas residuales y centros de tratamiento de residuos sólidos urbanos o ganaderos, la contaminación orgánica se transforma mediante un proceso de digestión anaerobia (en el cual microorganismos descomponen los residuos en ausencia de oxígeno) en biogás. La combustión de este biogás puede aprovecharse para generar energía eléctrica y térmica que, por ejemplo, podría servir para abastecer a la propia planta de tratamiento e incluso ser vertida a la red, produciendo una importante ventaja económica.

Sin embargo, este potencial valor energético se ha visto limitado en los últimos años debido al relativamente elevado coste de producir biogás, a la falta de incentivos fiscales para su uso y a la presencia de contaminantes como el CO2, el ácido sulfhídrico, el amoniaco y los compuestos orgánicos volátiles (COVs).

Por ello, surge la necesidad de buscar alternativas para conferir un mayor valor añadido al biogás y reducir el impacto ambiental. Este es el fin último del proyecto que han emprendido y que se centra principalmente en dos estrategias basadas en la bioconversión -el desarrollo de tecnologías de conversión de biogás a productos con un valor agregado mayor mediante el uso de biotecnología-, como son la generación de bioplásticos y ectoína y la producción de un biocombustible de calidad similar al gas natural.

Según detallan los investigadores, el biogás puede ser un sustrato biotecnológico valioso para generar biopolímeros –bioplásticos- o ectoína, una sustancia orgánica con propiedades cosméticas.

De este modo, en el marco del proyecto se optimizará el proceso y las condiciones de cultivo de bacterias acumuladoras de PHAs –un tipo de biopolímeros- y ectoína, con el objetivo de maximizar tanto su crecimiento como su acumulación. En este sentido, también se prevé optimizar el diseño y la operación de biorreactores para, en un futuro, poder llevar estos procesos a escala industrial.

Una buena materia prima para producir biocombustible

Por otra parte, su alto contenido en metano hace que el biogás sea una materia prima adecuada para la producción de un biocombustible de calidad análoga al gas natural. En este apartado, los investigadores de la UVa aplicarán sistemas biológicos basados en microalgas para asimilar o eliminar los principales contaminantes del biogás, hasta en un 95% en el caso del CO2 y la totalidad del ácido sulfhídrico.

“Hemos planteado estas dos estrategias para que puedan ser implementadas en función del contexto en que esté la planta de tratamiento de residuos. Por ejemplo, si una de estas estaciones tiene acceso a una red de gas natural y puede inyectar ese biogás purificado, podría obtener una ventaja económica de este biocombustible.

Sin embargo, si una planta está más aislada y el gasto en infraestructura no justifica la revalorización del biogás, se puede desarrollar un proceso para la producción, por ejemplo, de bioplástico, que podría ser transformado por otra industria”, precisan.

El desarrollo de este tipo de productos de valor añadido a partir de biogás generaría, a su juicio, no solo una ventaja económica para la empresa productora, sino que también contribuiría a objetivos más ambiciosos, como la creación de una bioeconomía europea menos dependiente de combustibles fósiles o el cumplimiento de los compromisos internacionales de España en materia de reducción de gases de efecto invernadero y producción de energía limpia.

En este aspecto, el Grupo de Tecnología Ambiental creado por el catedrático Fernando Fernández-Polanco lleva más de 4 décadas centrado en el desarrollo de biorrefinerías a partir de residuos domésticos y agro-industriales.

El equipo encabezado por Raúl Muñoz, Raquel Lebrero y Pedro García Encina trabaja desde hace más de diez años en una línea de investigación centrada en el tratamiento biológico de gases, en concreto, en aspectos relacionados con los olores, en el tratamiento de gases de efecto invernadero y ahora en la revalorización de biogás, en la que se enmarcan tanto el proyecto del Plan Nacional como el proyecto Europeo.

En esta iniciativa, que cuenta con el apoyo de empresas como Abengoa, Aqualia, Aguas de Valladolid, Biogas Fuel Cell o Urbaser, participa además la investigadora Mar Peña Miranda, así como 2 investigadores postdoctorales y 4 estudiantes de doctorado.