El agua y la economía circular

La economía circular es un modelo de producción que aboga por la reutilización, renovación y reciclaje de los materiales. El agua, como recurso escaso y fuente de vida, tiene que formar parte de esa ecuación. El tratamiento y la reutilización de agua regenerada pasa por eliminar los riesgos para la salud humana y el medioambiente que se pueden derivar de su uso. Gracias a la I+D+i y el desarrollo de nuevas tecnologías, ese objetivo está más cerca.

La economía circular gana adeptos cada día. Entre ellos, se encuentra la Unión Europea (UE), donde se producen más de 2.500 millones de toneladas de residuos al año. En la actualidad, la Comisión Europea impulsa un plan de acción con objetivos vinculantes y una serie de medidas que aceleran la transición hacia una economía más sostenible y ecológica.

En un mundo caracterizado por el exceso de residuos, la falta de materias primas, los problemas en las cadenas de suministro, y el cambio climático, que pone en peligro la propia existencia del planeta, cobra sentido abogar por la extensión de ese modelo de producción y consumo en el que se comparte, se reutiliza, se repara, se renueva y se reciclan los materiales y productos ya existentes. ¿Cómo afecta esto a la industria del agua?

La Organización de las Naciones Unidas (ONU) considera que el agua es “un recurso escaso” y defiende concentrarse “en la gestión de la demanda”. La institución internacional afirma que la escasez de agua afecta ya a todos los continentes: nuestro consumo de H₂O ha doblado el de la tasa de crecimiento de población en el último siglo. El tratamiento y la reutilización de las aguas residuales, sean de uso industrial o urbano, puede ayudar a paliar el estrés hídrico que sufren muchas regiones.

Esta tarea no está libre de obstáculos. Para poder reutilizar el agua en procesos como los industriales o en el sector agrícola, se requiere un tratamiento que elimine los riesgos para la salud humana y el medioambiente derivados de la presencia de contaminantes microbianos o nanopartículas, como los microplásticos, en este preciado recurso. La investigación, el desarrollo, la innovación, al igual que la colaboración entre organización públicas y privadas se revelan como imprescindibles para desarrollar soluciones de bajo coste, eficientes y sostenibles que ayuden a conseguirlo.

La economía circular es uno de los grandes ejes en los que trabajan los once centros integrados en la Red de Institutos Tecnológicos de la Comunidad Valenciana (REDIT) desde hace años. Estas asociaciones empresariales privadas sin ánimo de lucro realizaron más de 2.600 proyectos de I+D+i en 2021. Cuentan con pública procedente del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER), el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE), la Agència Valenciana de la Innovació (AVI) y los fondos de las empresas con las que trabajan. Muchos de sus proyectos se centran en la depuración de aguas residuales, el desarrollo de nuevos modelos de economía circular que permitan la reutilización de las aguas regeneradas en las depuradoras urbanas, la recuperación de compuestos de alto valor, la transformación de biorresiduos y lodos de alcantarillado o la eliminación de micro plásticos en el agua, entre otros.

La presencia de microplásticos y nanoplásticos en nuestro entorno es cada vez más habitual. Esas partículas de entre 5 mm y 1 μm de tamaño se han incorporado ya a la cadena alimentaria en productos de origen marino, pero también en otros como la miel, la cerveza y el agua.

El proyecto Prevenplast tiene como objeto el desarrollo de soluciones para evitar la generación y la liberación de microplásticos al entorno. En colaboración con el grupo de investigación Calagua de la Universitat de València, el Instituto de Ingeniería del Agua y Medio Ambiente de la Universitat Politècnica de València y la empresa suministradora de agua Global Omnium, el Instituto Tecnológico del Plástico (AIMPLAS) trabaja en nuevas tecnologías que eliminen de forma eficiente estas partículas de las aguas residuales y sus lodos. A través de membranas de ultrafiltración combinadas con procesos de digestión anaeróbica, esperan reducir los micro y nanoplásticos presentes en estas corrientes en más de un 99 por ciento.

En la Unión Europea, existen cerca de 5.300 Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDAR), que no están preparadas para eliminar completamente estas partículas durante los procesos de regeneración. Según Juan Francisco Ferrer, investigador del laboratorio de Caracterización de AIMPLAS, los resultados obtenidos en este proyecto “supondrán una solución avanzada para la eliminación de micro y nanoplásticos en los efluentes industriales, ya que, en la actualidad, no existe ningún sistema basado en tecnología de biorreactores anaeróbicos de membrana instalado en Europa”. La tecnología que se desarrolle facilitará, además, la implantación de medidas preventivas relacionadas con estas partículas en los procesos industriales, que ayudará a que las empresas puedan anticiparse a futuras restricciones legales en este ámbito.

Sectores industriales como el textil también están trabajando para reducir la utilización y emisión de micro plásticos producidas por su actividad. El Instituto Tecnológico Textil (AITEX) con sede en Alcoy (Alicante), participa en diferentes iniciativas que permiten cuantificar la emisión de estas partículas durante todo el proceso de la cadena de valor, además de sustituir fibras de poliamidas y poliéster por materiales sintéticos biodegradables, lo que reduciría a su vez, que estas sustancias llegaran al agua a través del lavado y secado de ropa u otros textiles. Otros de los proyectos de investigación en los que colaboran se ocupa de desarrollar nuevas tecnologías que permitan retener los microplásticos en el proceso de tratamiento de las aguas residuales de esta industria.

Además de micropartículas plásticas, las aguas residuales contienen otro tipo de materiales como zinc, cobre o celulosa. La recuperación de esas sustancias para reutilizarlas es otro ejemplo de economía circular.

Según datos de la UE, solo el 17 por ciento del cobre y el 31 por ciento del zinc se recicla. Esto contrasta con la creciente demanda de ambos metales en todo el mundo. A través del proyecto EcoMARSI, el Instituto Tecnológico de Producto Infantil y de Ocio (AIJU), junto con el Instituto de Tecnología Cerámica (ITC-AICE) y el Instituto Tecnológico Metalmecánico, Mueble, Madera, Embalaje y Afines (AIDIMME) aspiran a recuperar materiales como cobre y zinc de las corrientes residuales procedentes de los sectores metalmecánico, así como del producto infantil y de ocio.

Para ello, utilizarán tecnologías de filtración tangencial y membranas cerámicas hechas a medida y basadas en materiales arcillosos. A falta de contar con datos definitivos y en función de las características fisicoquímicas de los residuos tratados, la recuperación media de metales es superior al 60 por ciento. Con ellos, se producirán nuevos productos como juguetes o materiales cerámicos.

Por su parte, el Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (ITENE) colabora en el proyecto Deep Purple, liderado por la empresa de gestión de agua Aqualia. Con el desarrollo de una biorrefinería multiplataforma versátil, integrada y flexible, se quiere extraer y recuperar compuestos de alto valor añadido de las corrientes de residuos urbanos y fangos de depuradora con el fin de crear productos de base biológica para sectores como la biocosmética, biofertilizantes, bioplásticos y materiales de construcción.

En el marco de esta iniciativa, ITENE ha conseguido la producción de azúcares de segunda generación gracias a la mejora del proceso de descontaminación y sacarificación de celulosa recuperada de las aguas residuales. Esos azúcares se pueden emplear en la producción de biofertilizantes o bioplásticos; mientras que con la celulosa recuperada de las aguas residuales se produce celulosa nanofibrilada, susceptible de ser empleada en la producción de plásticos reciclados.

El análisis de las aguas residuales puede ayudar a proteger a la población de enfermedades infecciosas. La llamada Epidemiología basada en Aguas Residuales (EAR) permite controlar la propagación de los virus y actúa como un sistema de alerta temprana para afrontar un posible brote infeccioso de forma más rápida y eficiente.

Durante la pandemia del Covid fueron muchas las iniciativas que tenían como objetivo detectar la evolución de la enfermedad, predecir y prevenir rebrotes a través del examen de esas corrientes residuales. Como en el proyecto Covid Water en el que participó el Instituto Tecnológico de la Informática (ITI), donde aplicó técnicas de análisis de datos y 'machine learning' con ese objetivo.

El desarrollo de soluciones tecnológicas para analizar las aguas residuales se emplea también para detectar el E.coli y la listeriosis que se transmiten con el consumo de alimentos contaminados con esas bacterias. Si el futuro de la industria agroalimentaria pasa por la reutilización de aguas regeneradas para los regadíos, que aportaría una gran cantidad de nutrientes a los cultivos y supondría un ahorro de costes de diversa naturaleza, es necesario asegurar que ese agua no supone ningún riesgo para la salud humana ni el medio ambiente.

El proyecto BeSafe de ITENE se basa en el desarrollo de soluciones tecnológicas para la identificación temprana y monitorización de patógenos en el agua, el aire y todo tipo de superficies, que puedan integrarse en redes IoT. En el caso de la detección de virus en el agua, se creará un biosensor electroquímico de alta sensibilidad y selectividad que combine nanomateriales y anticuerpos específicos con el fin de identificar la bacteria E.coli. Además, un dispositivo biosensor colorimétrico servirá para la detección temprana tanto de este patógeno como el de la listeria.

El agua es un recurso escaso y, al mismo tiempo, fundamental para la vida en la Tierra. La regeneración y reutilización de las aguas residuales se convierte así en un elemento fundamental de la economía circular. Con inversión en I+D+i y el desarrollo de nuevas tecnologías podemos hacer que estos procesos sean más eficientes, seguros y asequibles.

“La regeneración y la reutilización de las aguas residuales son un elemento fundamental de la economía circular”

“El proyecto Prevenplast supone el desarrollo de membranas de ultrafiltración que, combinadas con procesos de digestión anaeróbica, reducirán los micro y nano plásticos de las aguas residuales en más del 99 por ciento”

“De las aguas residuales se pueden recuperar compuestos de alto valor como metales o celulosa”