De lodo contaminante a valioso recurso energético: EEUU logra transformar las aguas residuales en gas natural al 99%

Una investigación liderada por la Universidad Estatal de Washington ha creado una innovadora tecnología piloto que podría cambiar drásticamente la gestión de residuos urbanos de las plantas de tratamiento de aguas residuales.

Este equipo científico de Estados Unidos ha logrado transformar el lodo contaminante de las depuradoras en un recurso energético de alto valor. El proceso no solo limpia el entorno, sino que genera gas natural renovable con una pureza del 99%.

Este sistema integra un pretratamiento avanzado con una fase de mejora biológica que exprime el potencial de los desechos. Los resultados, publicados en el Chemical Engineering Journal, arrojan una conversión del 80% del lodo en productos útiles. Según detalla la profesora Birgitte Ahring, responsable del estudio, esta metodología permite obtener un 200% más de gas natural que los métodos tradicionales, lo que reduce drásticamente la huella ambiental de estas instalaciones.

Aguas residuales como fuente de gas natural puro

La respuesta a este desafío energético está en la tecnología APAD (Advanced Pretreatment and Anaerobic Digestion, que es español sería Pretratamiento Avanzado y Digestión Anaeróbica), que combina la oxidación húmeda avanzada con una explosión de vapor.

Este proceso rompe las cadenas de polímeros complejas del lodo, las cuales suelen resistirse a la digestión bacteriana convencional. Una vez superada esta barrera, los investigadores introducen una cepa de microorganismos denominada Methanothermobacter wolfeii BSEL, capaz de convertir el dióxido de carbono y el hidrógeno en metano casi puro.

Los logros alcanzados por esta investigación en Estados Unidos destacan por una producción disparada de gas natural renovable, la cual aumentó un 200% respecto a la digestión anaeróbica convencional. Esta eficiencia se traslada también al plano económico, ya que el gasto para procesar el lodo contaminante cayó de 494 euros a solo 253 euros por tonelada de sólidos secos durante su etapa de pretratamiento.

Además, la calidad del recurso obtenido es excepcional, alcanzando una pureza de metano del 99% que facilita su inyección directa en las redes comerciales. Finalmente, el sistema permite una reducción de residuos masiva al convertir la gran mayoría de los biosólidos en energía útil, evitando así que toneladas de desechos acaben acumulándose en los vertederos.

El papel del lodo contaminante en la investigación de EE. UU.

En la actualidad, las plantas de tratamiento de aguas residuales consumen entre el 3% y el 4% de la electricidad total de Estados Unidos, siendo habitualmente el mayor consumidor energético de las pequeñas localidades.

Además, estas instalaciones liberan cada año unas 21 millones de toneladas métricas de gases de efecto invernadero. La tecnología está siendo desarrollada por la Universidad Estatal de Washington, junto con el Laboratorio Nacional del Pacífico Noroeste.

«Este insecto (de cepa bacteriana) no necesita nada, ¡es un caballo de batalla!», dijo Ahring. «No necesita aditivos orgánicos ni mucha lactancia. Funciona bien con agua y una pastilla de vitaminas».

«Este enfoque no solo mejora la eficiencia de conversión de carbono y el rendimiento de metano, sino que también permite la producción directa de gas natural renovable con calidad de gasoducto y un contenido mínimo de CO2, abordando dos limitaciones importantes de los sistemas existentes de conversión de lodos en energía en una metodología única y escalable», explicó la científica.

«Al unir con éxito el pretratamiento avanzado con la mejora del biogás biológico, este trabajo proporciona un paradigma nuevo e integrado para el tratamiento sostenible de lodos que maximiza la recuperación de energía y al mismo tiempo contribuye a la bioeconomía circular», concluyó.

El éxito del proyecto piloto en la sede de Richland (ciudad en Washington) ha llevado a los investigadores a patentar la cepa bacteriana y a buscar socios industriales para escalar la tecnología.