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jueves, 26 de abril de 2012

Investigan cómo obtener energía de las aguas residuales gracias a las bacterias

Investigan cómo obtener energía de las aguas residuales gracias a las bacterias

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La Universidad de Alcalá colabora con la empresa Aqualia en el proyecto ITACA para investigar nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas.

Efluente de agus residuales. Imagen: CityofGeneva

Convertir el proceso de tratamiento actual en una herramienta para la reutilización, el aprovechamiento de sustancias, subproductos y residuos, y la valorización energética de los residuos generados. CityofGeneva

Universidad de Alcalá | 14 marzo 2012 13:18

El grupo de Bioelectrogénesis del departamento de Química Analítica e Ingeniería Química de la Universidad de Alcalá, en colaboración con la empresa Aqualia, participa en el proyecto ITACA, destinado a investigar nuevas tecnologías aplicadas al tratamiento de aguas.

La aportación del grupo de investigación de la Universidad de Alcalá se centra en técnicas de electroquímica microbiana, por el que determinadas bacterias, denominadas electrogénicas, transforman la energía química contenida en las aguas residuales en energía eléctrica. Este proceso tiene múltiples aplicaciones como, por ejemplo, eliminar la materia orgánica de las aguas residuales o efluentes industriales.

Conseguir nuevas formas de energía que respeten el medio ambiente es algo que microorganismos como las bacterias llevan haciendo millones de años. Una forma de utilizarlas para producir energía limpia es el uso de pilas de combustible microbianas, unos novedosos dispositivos que permiten aprovechar la descomposición de materia orgánica utilizando bacterias capaces de donar electrones a un material conductor y generar una corriente eléctrica.

El proyecto ITACA (Investigación de Tecnologías de tratamiento, reutilización y control para la sostenibilidad futura en la depuración de aguas), incluido en la convocatoria INNPRONTA de 2011, está dotado con un presupuesto de 15,5 millones de euros durante cuatro años. El objetivo del consorcio, coordinado por la empresa Adasa Sistemas, es la investigación en nuevos conceptos avanzados de depuración de las aguas residuales industriales o urbanas, minimizando los impactos en el medio natural.

Estas tecnologías novedosas deben permitir, de una manera eficiente y sostenible, convertir el proceso de tratamiento actual en una herramienta para la reutilización, el aprovechamiento de sustancias, subproductos y residuos, y la valorización energética de los residuos generados.

La convocatoria INNPRONTA está destinada a financiar grandes proyectos de investigación industrial con carácter estratégico, gran dimensión y largo alcance científico-técnico, en áreas tecnológicas de futuro, con proyección económica y comercial a nivel internacional. El programa supone un salto cualitativo en la colaboración en I+D entre empresas y organismos de investigación.

En esta primera edición, correspondiente a 2011, se presentaron 42 solicitudes de las que siete han sido seleccionadas. El grupo Bioelectrogénesis, a través de Aqualia e IMDEA Agua, participa también en otro de los proyectos de este programa, denominado IISIS y liderado por FCC, cuyo objetivo es investigar sobre los elementos, materiales, tecnologías y sistemas necesarios para desarrollar un edificio en un entorno marino, de forma sostenible y autosuficiente en todos los aspectos (energía, agua, alimentación básica, tratamiento y reciclaje de residuos).

Localización: Comunidad de Madrid
Fuente: Universidad de Alcalá


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Rodrigo González Fernández
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biocombustibles y biodiversidad

Posible uso de las aguas residuales para la producción de biodiesel

Esta alternativa ayudaría a que las poblaciones pequeñas amorticen el coste de las depuradoras


Investigadores de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC), junto con investigadores de las universidades de Alcalá y de las Palmas de Gran Canaria, del Centro de Nuevas Tecnologías del Agua y de la Fundación IMDEA Agua estudian el uso de aguas residuales tratadas enfocado a la producción de cultivos para la obtención de biodiesel. Esta alternativa podría ayudar a que poblaciones pequeñas amorticen parcialmente el coste que genera la depuración de las aguas residuales. URJC/T21.



Fuente: PhotoXpress.
Fuente: PhotoXpress.
A medida que aumenta la preocupación por la disponibilidad de un recurso como el agua, la reutilización de aguas residuales tratadas en el cultivo sostenible de especies energéticas que no interfieran en la seguridad del suministro alimentario y eviten los monocultivos extensivos puede convertirse en un buen complemento para la gestión de la energía a nivel local.

En este sentido, la agricultura de regadío es el principal consumidor de agua, por lo que la reutilización de aguas residuales derivadas de plantas depuradoras es una solución técnica viable para hacer frente a la creciente demanda de este recurso.

Así lo considera el grupo de investigadores del Programa Consolider-Tragua y del Proyecto REAGUAM del que forma parte el equipo del departamento de Biología y Geología de la URJC, que trabaja en el desarrollo de esa tecnología de reutilización de bajo coste cuyo interés es doble. Por un parte, contribuye a la conservación del recurso hídrico y, por otra parte, colabora a la generación de un combustible con un coste ambiental mucho más bajo que en el caso de los combustibles fósiles u otras alternativas energéticas.

El proyecto se localiza en el pueblo sevillano Carrión de los Céspedes donde se ubica una plantación experimental con una superficie de 300 metros donde se cultiva la especie Jatropha Curcas, un arbusto frondoso y de crecimiento rápido que genera un fruto del que se extrae un aceite dirigido a la extracción de biodiesel. La única diferencia frente a otro tipo de cultivos radica en la calidad del agua que se aplica para el riego, en este caso agua residual depurada.

Regenerar el agua

Los primeros resultados del proyecto reflejan que hasta ahora no hay diferencias notables en las parcelas cultivadas con riego con agua residual y la calidad del agua aplicada no afecta al crecimiento de este vegetal. Igualmente, el sistema planta-suelo constituye un sistema depurador que contribuye a la regeneración del agua que se infiltra, con lo que esta puede llegar con la calidad adecuada al acuífero.

"Aquí hemos encontrado un efecto secundario beneficioso adicional para apoyar la producción de biodiesel a pequeña escala y contribuir a aliviar la presión por la disponibilidad de agua en comunidades locales", afirma Javier Lillo, responsable del equipo de la Universidad Rey Juan Carlos en este proyecto.

Algunos problemas asociados a esta tecnología radican en aspectos técnicos tales como la obstrucción que la carga orgánica del agua residual pueda provocar en el sistema de regadío o en los poros de la parte superficial del suelo haciéndola más impermeable. "Se trata de inconvenientes de solución técnica relativamente sencilla. El requisito quizás más importante es que la plantación o el cultivo se sitúe cerca de una planta depuradora ya que el traslado del agua a larga distancia no sería interesante desde el punto de vista económico", cuenta Lillo.

La reutilización de aguas puede ser una alternativa para que poblaciones pequeñas amorticen parcialmente los costes que generan las propias plantas depuradoras y a la vez se beneficien de las ventajas vinculadas a la producción de biocombustibles.

El grupo de investigación se plantea ahora el estudio de la viabilidad de este tipo de agua para la producción de cultivos forrajeros, es decir, alimento para ganado, una investigación que adquiere una nueva dimensión ya que será determinante que los vegetales cultivados no retengan determinados componentes del agua, de forma que estos no afecten a los animales desde el punto de vista sanitario


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Rodrigo González Fernández
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producción de bioenergía disminuye la biodiversidad

Confirman que la producción de bioenergía disminuye la biodiversidad

Sin embargo, desarrollando las acciones necesarias es posible reducir al mínimo los riesgos ecológicos


Múltiples discusiones se han desarrollado en los últimos años en torno al impacto ecológico de la extensión de los cultivos con fines energéticos. Ahora, un modelo informático desarrollado por ingenieros y científicos del Helmholtz Centre For Environmental Research y la Universidad Friedrich Schiller de Jena, Alemania, ha permitido evaluar los impactos y comparar la eficacia de las estrategias para la reducción de los riesgos sobre la diversidad biológica de la producción de bioenergía. Sus resultados revelan que la extensión de estos cultivos reduce la biodiversidad en las regiones agrarias. A pesar de esto, determinadas medidas y acciones pueden disminuir este impacto. Por Pablo Javier Piacente.



La extensión de la producción de bioenergía conduce a problemas de diversidad biológica en las regiones agrarias. Con diferentes medidas de acompañamiento, tales como la conservación de áreas cercanas a los campos cultivados, estos efectos podrían ser parcialmente reducidos. Fuente: Wikimedia Commons.
La extensión de la producción de bioenergía conduce a problemas de diversidad biológica en las regiones agrarias. Con diferentes medidas de acompañamiento, tales como la conservación de áreas cercanas a los campos cultivados, estos efectos podrían ser parcialmente reducidos. Fuente: Wikimedia Commons.
Una investigación llevada a cabo por especialistas de la Universidad Friedrich Schiller de Jena, Alemania, y el Helmholtz Centre For Environmental Research concluye que la extensión de los cultivos dedicados a la producción bioenergética disminuye la diversidad biológica en las áreas agrícolas. Al mismo tiempo, indica que la puesta en marcha de distintas medidas y acciones puede reducir al mínimo el impacto ecológico de estos cultivos.

Algunas de las medidas que podrían ser beneficiosas son la conservación de las áreas naturales cercanas a los sitios de cultivo, según explican los responsables del estudio en un artículo publicado en el medio especializado Global Change Biology Bioenergy. Las conclusiones de la investigación también fueron difundidas mediante notas de prensa del Helmholtz Centre For Environmental Research y de la Friedrich Schiller University in Jena.

En este contexto, cobran vital importancia los terrenos o campos en barbecho. Se denomina de esta forma a la tierra que no se siembra durante uno o varios ciclos vegetativos, logrando de esta forma la recuperación de materia orgánica y humedad. La presión originada en la creciente demanda global de productos agrícolas, a la que se suma ahora la necesidad de desarrollar cultivos energéticos, ha disminuido notablemente la superficie destinada a campos en barbecho.

En términos ecológicos, resultaría muy significativo que al menos parte de la tierra se mantuviera fuera del uso agrícola o energético, preservándola para terrenos en barbecho y como zonas naturales en los márgenes de los campos a trabajar. Según las conclusiones a las que arribaron los especialistas que desarrollaron este modelo informático, la preservación de estos terrenos podría disminuir los efectos secundarios no deseados de la extensión de la producción de bioenergía.

Cuestiones ecológicas y económicas

De acuerdo con los expertos, estas áreas no sólo presentan un alto valor para la conservación de la naturaleza y la protección del clima, sino que además pueden evitar los costes externos generados por el impacto ecológico de la producción de cultivos con fines energéticos.

El análisis del modelo de rendimiento desarrollado por los investigadores tiene en consecuencia una doble faceta, ya que arroja luz sobre las cuestiones ecológicas pero al mismo tiempo también aporta nuevos argumentos económicos para la conservación de tierras en barbecho y áreas naturales en los márgenes de los campos de cultivo, que deben ser tomados en consideración en el debate actual sobre el concepto de economía verde y en torno a una nueva regulación de la política agrícola.

La propuesta de la Unión Europea (UE) para preservar el siete por ciento de las tierras de producción agrícola se está discutiendo actualmente, y se relaciona directamente con los objetivos de este estudio. El propósito es mantener áreas ecológicas prioritarias y zonas naturales, como por ejemplo los terrenos cercanos a cursos de agua. Esta propuesta concuerda con los resultados de la investigación desarrollada.

El estudio analiza diferentes escenarios relativos a la extensión de la bioenergía en un nuevo modelo informático, con el propósito de obtener una mejor comprensión de las complejas relaciones a escala de paisaje regional, identificando y caracterizando los riesgos ecológicos derivados de la ampliación de los terrenos destinados a cultivos energéticos.

Efectos negativos sobre la biodiversidad

Al mismo tiempo, diferentes variantes de medidas complementarias destinadas a la conservación de la naturaleza también fueron investigadas, con el fin de desarrollar opciones para la reducción de los riesgos ecológicos. Se comprobó además el impacto de la extensión de la producción bioenergética sobre algunas especies en concreto.

Por ejemplo, se demostró con la ayuda de este modelo de ordenador que las consecuencias típicas del cultivo prolongado de variedades destinadas a la producción energética, tales como el adelgazamiento del espectro de las plantas cultivadas y el aumento de aglomeración espacial de los monocultivos a gran escala, pueden tener efectos negativos sobre las poblaciones de aves de campo. Así se comprobó con respecto a la alondra común (Alauda arvensis).

Estas tendencias de la agricultura intensiva practicada en la actualidad pueden ser parcialmente contrarrestadas a través de la preservación de determinadas áreas naturales y de las zonas contiguas a los campos de cultivo. Las medidas en este sentido son vitales para mantener la biodiversidad, ya que por ejemplo en el caso de la alondra común se ha comprobado que la intensificación de la agricultura en los últimos años se ha traducido en una disminución de alrededor de un tercio en el número de ejemplares.

Sin embargo, también se ha demostrado en el estudio que tanto el alcance de los riesgos ecológicos resultantes como la eficacia de las medidas de conservación que los contrarrestan dependerán de la estructura de cada paisaje agrícola en particular y del tamaño de los campos. Mientras mayor sea la extensión de los terrenos y el paisaje sea más homogéneo, más importante será la conservación de áreas naturales ubicadas en los márgenes de los campos cultivados o por cultivar.




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