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Investigación y transferencia de tecnología en la gestión de las aguas residuales


El LEQUIA consolida sus líneas de investigación con la lectura, en el año 2011, de cinco tesis doctorales. La experiencia del grupo de investigación radica en una de las áreas de especialización estratégica del Campus e-MTA: la del agua.


Los grupos de investigación definen una estrategia de trabajo y la siguen. Van detrás de un objetivo preciso que, cada vez, lejos de empequeñecerse por la suma de más y más conocimiento, se va haciendo mayor. Porque la finalidad no es saberlo todo de una cosa, asegurar el objeto preciso del estudio, sino huir cuanto más lejos les sea posible del desconocimiento. Son, los investigadores del LEQUIA (Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental), seguidores preferentes de una disciplina similar y, tras más de quince años de investigación en el ámbito de la gestión de las aguas residuales, encuentran cada vez un campo más amplio para trabajar. Una actividad investigadora que han estructurado en varias líneas de experiencia y que se demuestra en resultados, por ejemplo, como los del último año, con la lectura de cinco tesis doctorales, cuatro en la línea de diseño, operación y control de procesos avanzados para el tratamiento biológico de aguas residuales urbanas e industriales y, otra, en la del estudio de procesos de adsorción u oxidación para el tratamiento de efluentes líquidos y gaseosos.

Diferentes técnicas para un mismo fin

En el área de operación y control de procesos avanzados, el grupo ha intensificado la búsqueda en la optimización y mejora del proceso de gestión de las aguas residuales, con la defensa de las tesis doctorales de Héctor Monclús, Giuliana Ferrero, Marta Coma y Mael Ruscalleda. Respectivamente, las dos primeras profundizan en el conocimiento de los biorreactores de membranas (MBR, Membrane Bioreactor) y, las otras, en la aplicación de procesos biológicos que, como el anterior, persiguen la eliminación de la materia orgánica y los nutrientes que se presentan a las aguas residuales urbanas e industriales.

En cuanto a la mejora de los MBR, los trabajos de investigación han estudiado la manera de desarrollar un sistema de ayuda a la decisión (SAD) para el control integral de las membranas. Monclús, cuya tesis han dirigido Ignasi Rodríguez-Roda y Joaquim Comas, se ha centrado en el desarrollo de indicadores o sensores capaces de facilitar, automatizar y controlar el proceso de filtración de manera integrada con los procesos biológicos que tienen lugar dentro del reactor. Además, la investigación ha hecho posible el diseño de una herramienta que facilita el control automático y supervisión de los MBR. La tesis de Ferrero, dirigida también por Roda y Comas, tiene como principal característica el diseño de un nuevo sistema robusto basado en las tendencias de permeabilidad que, al mismo tiempo, es capaz de reducir la aireación de forma proporcional al flujo de permeado. La importancia de la investigación de Monclús y Ferrero radica en que han aportado nuevas soluciones a la necesidad de mejorar la calidad del agua obtenida, de cara a su reutilización, y a la confirmación de que la tecnología de membranas es una opción más atractiva que las convencionales para alcanzar esta finalidad, porque permite obtener efluentes de gran calidad con concentraciones muy bajas de sólidos en suspensión. Unos trabajos que resuelven, de paso, el hecho de que la tecnología presentaba ciertas limitaciones, como eran el elevado coste de mantenimiento de las membranas o un sensible consumo energético. En definitiva, la conclusión de ambas investigaciones demuestra que los MBR constituyen una muy buena solución en la reutilización del agua residual. Los sistemas desarrollados por los investigadores del grupo LEQUIA han contribuido a mejorar aún más el atractivo de los MBR. Quizás por este motivo, el grupo OHL Medio Ambiente, Inima, SAU, ha contribuido a la investigación y comparte, a partir de la investigación de los miembros del grupo, una patente con la Universidad de Girona.

En cambio, las tesis de Coma y Ruscalleda abordan la mejora de la calidad del efluente desde una perspectiva biológica. Marta Coma, en Biological nutriente removal in SBR Technology: from floccular tono granular sludge (tesis dirigida por Jesús Colprim y Sebastià Puig), ha desarrollado una estrategia que permite compactar los microrganismos que, en un estado inicial, se encuentran en forma de flóculos de diferentes tamaños, lo que produce una aceleración en la precipitación. El procedimiento permite que la separación de los lodos activados del agua tratada sea más fácil y, por tanto, se acorte la etapa de sedimentación. El tiempo ganado se aprovechará en la etapa de reacción del proceso. Por otro lado, la tecnología granular desarrollada por Coma, permite la simultaneidad de procesos en un mismo gránulo gracias a la difusión de oxígeno y nutrientes al interior de los agregados, lo que hace disminuir el gasto energético en aireado y dosificaciones externas de reactivos.

La tesis de Mael Ruscalleda, que también aborda procesos biológicos, y que ha sido dirigida por Jesús Colprim y Marilós Balaguer, ha dado un paso más en el uso de las bacterias autótrofas Anammox, que habían sido desarrollados en una tesis doctoral anterior de Helio López, también del LEQUIA. Ruscalleda ha combinado un proceso de nitrificación parcial y el Anammox y ha obtenido una alternativa viable para el tratamiento biológico de lixiviados de vertederos de residuos sólidos urbanos (RSU) que ha sido registrada con nombre de PANAMMOX. La empresa CESPA, con la que el LEQUIA colabora desde hace más de diez años, y con ayudas competitivas del Ministerio de Economía y Competitividad, pondrá en marcha, en los próximos dos años, la primera planta de demostración de la tecnología PANAMMOX aplicada al tratamiento de lixiviados de vertedero

Los carbones activos: la tercera vía

La del estudio de procesos de adsorción-oxidación de los carbones activos es otra de las líneas de investigación del grupo en la que ha habido novedades. Las ha aportado Alba Anfruns, en una tesis que han dirigido María Martín y Miguel A. Montes, cuando ha comprobado –a escala de laboratorio–las capacidades de eliminación que presentan los adsorbentes obtenidos a partir de la activación química de lodos de depuradora con hidróxidos alcalinos, unos resultados comparables a los que se obtienen con carbones activados comerciales, pero con una apreciable reducción de costes. También, ha analizado diferentes métodos para la regeneración de los carbones activados y ha propuesto un tratamiento de regeneración con agua oxigenada, que combina la regeneración de los carbones activos con la destrucción in situ de los contaminantes adsorbidos.

Las cinco investigaciones expuestas, que ha llevado a cabo el grupo LEQUIA, tienen por objetivo la mejora de los procesos de tratamiento, tanto de las aguas residuales urbanas e industriales, como los subproductos que lo genera dicho tratamiento. Se busca, en definitiva, contribuir la optimización de los procesos de tratamiento de las aguas residuales, atendiendo a los aspectos de calidad, eficiencia energética y valorización de los residuos, un fin que forma parte de los objetivos de investigación por los cuales, la UdG, obtuvo el Campus de Excelencia Internacional, el e-MTA.


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