Los lodos de depuradora, subproducto del tratamiento de aguas residuales, representan un desafío ambiental creciente debido a su difícil manejo y eliminación. En respuesta a esta problemática, un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur diseñó un método innovador para transformar estos residuos en hidrógeno verde y proteína unicelular destinada a la alimentación animal.
La propuesta, publicada en la revista Nature Water, combina procesos mecánicos, químicos y biológicos con energía solar, logrando una recuperación de recursos superior a las técnicas tradicionales.
Un problema ambiental en crecimiento
Según estimaciones de la Organización de las Naciones Unidas (ONU), para 2050 la población urbana aumentará en 2.500 millones de personas, lo que implicará un incremento en la generación de lodos residuales. De acuerdo con datos de UN-Habitat, actualmente se producen más de 100 millones de toneladas anuales de estos residuos, y la cifra sigue en aumento.
El tratamiento y disposición de los lodos representa un problema complejo debido a su composición, que incluye metales pesados y patógenos. Métodos tradicionales como la incineración y el vertido en rellenos sanitarios presentan desafíos en términos de eficiencia energética y contaminación ambiental.
Un método basado en energía solar
Para abordar este problema, los investigadores de NTU diseñaron un proceso en tres fases que aprovecha la energía solar y combina técnicas mecánicas, químicas y biológicas.
- Separación de materiales: el lodo es descompuesto mecánicamente y sometido a un tratamiento químico que extrae los metales pesados y separa los compuestos orgánicos.
- Transformación electroquímica: un proceso impulsado por energía solar convierte los materiales orgánicos en ácido acético, utilizado en la industria alimentaria y farmacéutica, y en hidrógeno, considerado una fuente de energía limpia.
- Conversión biológica: bacterias activadas por luz transforman los nutrientes presentes en el líquido resultante en proteína unicelular apta para la producción de alimento animal.
Según Li Hong, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NTU, este método “transforma los desechos en recursos valiosos, reduciendo el daño ambiental mientras se generan energía renovable y alimentos sostenibles”.
Mayor eficiencia y menor impacto ambiental
Pruebas realizadas en laboratorio mostraron que el método desarrollado por NTU logra recuperar el 91,4% del carbono orgánico contenido en los lodos y convertir el 63% en proteína unicelular, lo que supera el rendimiento de técnicas como la digestión anaeróbica.
Además, alcanza una eficiencia energética del 10% y permite generar hasta 13 litros de hidrógeno por hora, un valor que, según el estudio, representa un 10% más de eficiencia en comparación con métodos convencionales de producción de este gas.
En términos de impacto ambiental, el proceso desarrollado en NTU reduce las emisiones de carbono en un 99,5% y el consumo energético en un 99,3% respecto a los métodos tradicionales. Además, elimina por completo los metales pesados presentes en los lodos, evitando que estos lleguen al medioambiente sin un tratamiento adecuado.
Zhou Yan, profesor de la Escuela de Ingeniería Civil y Ambiental de NTU, destacó el potencial del proyecto al afirmar que “nuestro proceso demuestra cómo podemos abordar múltiples desafíos a la vez, convirtiendo un residuo difícil de manejar en energía limpia y proteína nutritiva”.
Desafíos y perspectivas
A pesar de los beneficios observados en laboratorio, los investigadores señalaron que aún es necesario evaluar la escalabilidad del método en plantas de tratamiento de aguas residuales. Un desafío clave es el costo del proceso electroquímico, que implica una descomposición completa de los materiales orgánicos y la extracción eficiente de los metales pesados.
Además, la implementación del sistema en infraestructuras ya existentes requeriría ajustes tecnológicos y una inversión considerable.
Sobre el futuro del proyecto, Zhao Hu, investigador de la Escuela de Ingeniería Mecánica y Aeroespacial de NTU, aseguró: “Esperamos que nuestra propuesta demuestre la viabilidad de gestionar los desechos de manera sostenible y transforme la percepción del lodo residual, considerándolo no como un desperdicio, sino como un recurso valioso para la producción de energía limpia y alimentos sostenibles”.
