Este enfoque elimina metales pesados dañinos, recupera más recursos y reduce significativamente las emisiones de carbono (en un 99,5%) y el consumo energético (en un 99,3%) comparado con los métodos tradicionales.
- Nueva tecnología: Transforma lodos residuales en hidrógeno verde y proteína para alimento animal.
- Proceso en tres pasos: Separación mecánica, tratamiento electroquímico solar y fermentación biológica.
- Resultados: 91,4% de carbono orgánico recuperado, 63% convertido en proteína, 13 litros de hidrógeno por hora.
- Beneficios: Reduce 99,5% de emisiones de carbono, 99,3% de consumo energético y elimina metales pesados.
- Reto: Costos y escalabilidad a nivel industrial.
Transformando los lodos residuales en energía limpia y alimento animal
Investigadores de la Universidad Tecnológica de Nanyang (NTU) en Singapur han desarrollado un innovador método impulsado por energía solar para convertir los lodos residuales generados en plantas de tratamiento de aguas en dos recursos valiosos: hidrógeno verde y proteína unicelular para alimento animal. Este proceso aborda dos problemas críticos: la gestión de residuos y la necesidad de generar recursos sostenibles.
Según la ONU, la población urbana crecerá en 2.500 millones de personas para 2050, lo que aumentará la producción de lodos residuales, un material complejo y contaminado con metales pesados y patógenos. Cada año se generan más de 100 millones de toneladas de este residuo, y su eliminación actual mediante incineración o vertederos es costosa y contaminante.
Un proceso en tres pasos impulsado por energía solar
Para resolver este problema, el equipo de NTU desarrolló un proceso en tres etapas que combina métodos mecánicos, químicos y biológicos:
- Descomposición mecánica y separación de metales pesados: Se fragmentan los lodos y se aplican tratamientos químicos para eliminar contaminantes tóxicos.
- Electroquímica solar: Mediante electrodos especializados, los materiales orgánicos se convierten en ácido acético y gas hidrógeno, ambos con aplicaciones industriales y energéticas.
- Fermentación biológica: Bacterias fotodependientes transforman los nutrientes restantes en proteína unicelular, apta para la alimentación animal.
Resultados superiores a las tecnologías convencionales
Las pruebas de laboratorio han demostrado que este método es más eficiente que técnicas tradicionales como la digestión anaerobia. Se lograron los siguientes resultados:
- Recuperación del 91,4% del carbono orgánico contenido en los lodos.
- Conversión del 63% del carbono en proteína unicelular.
- Producción de hasta 13 litros de hidrógeno por hora mediante energía solar.
- Reducción del 99,5% en emisiones de carbono y 99,3% en consumo energético respecto a los métodos actuales.
- Eliminación total de metales pesados, evitando la contaminación ambiental.
Viabilidad y desafíos para su escalabilidad
Aunque el método es prometedor, los investigadores señalan que existen desafíos para su aplicación a gran escala, como los costos asociados a los procesos electroquímicos y la necesidad de diseñar un sistema complejo adaptado a las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Potencial de esta tecnología para hacer nuestro mundo más sostenible
La aplicación de este proceso podría revolucionar la gestión de residuos urbanos e industriales, convirtiendo un problema ambiental en una fuente de energía limpia y alimentos. Al eliminar la necesidad de incineración o vertederos, esta tecnología reduce la huella de carbono, evita la contaminación del suelo y agua, y proporciona alternativas sostenibles a la producción de hidrógeno y alimento animal.
Con la investigación adecuada y el apoyo industrial, este enfoque podría integrarse en los sistemas de tratamiento de aguas en todo el mundo, promoviendo una economía circular donde los residuos se transforman en recursos valiosos.
Vía www.ntu.edu.sg
Más información: Hu Zhao et al, Solar-driven sewage sludge electroreforming coupled with biological funnelling to cogenerate green food and hydrogen, Nature Water (2024). DOI: 10.1038/s44221-024-00329-z
