"La recuperación de fósforo en forma de estruvita a partir de aguas residuales es un avance esencial y significativo"

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  • Elena Tarragó.
    Elena Tarragó.

Una entrevista de:

Sobre la Entidad

LEQUIA
El Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental (LEQUIA) es un grupo de investigación de la Universidad de Girona dedicado al desarrollo de soluciones eco-innovadoras en el campo del agua.
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Elena Tarragó Abella, licenciada en Ciencias Ambientales, realizó prácticas en empresa relacionadas con el tratamiento de aguas durante sus estudios. Primero, con Aguas de Catalunya en el grupo de EDARs de Peralada, Navata, Agullana i La Jonquera (Alt Empordà), realizando tareas tales como la supervisión de las plantas, muestreo, control analítico y gestión del laboratorio, informes mensuales para la Agencia Catalana del Agua (ACA), y la elaboración de la documentación sobre Seguridad, Calidad y Medio Ambiente. Y finalmente, en la empresa municipal Figueres de Serveis, SA (FISERSA), realizando tareas tales como la gestión del laboratorio, el control analítico y el desarrollo de metodologías analíticas en la EDAR y la ETAP de Figueres. Tras la realización de estas prácticas en empresa, decidió cursar el Máster en Ciencia y Tecnología del Agua, como medio para obtener los conocimientos necesarios para abordar desde distintas áreas la gestión del agua de forma global.

El conjunto de todo ello le llevó a la realización de su tesis doctoral. Actualmente se encuentra cursando el primer año de doctorado.

Pergunta - En primer lugar, nos gustaría conocer un poco más de tu trayectoria profesional. ¿Cómo llegaste a Lequia?

Mi investigación se centra en la recuperación de nutrientes de aguas residuales

Respuesta - Al terminar mi Licenciatura en Ciencias Ambientales, decidí cursar el Máster Universitario en Ciencia y Tecnología del Agua, impartido por la Universidad de Girona. El máster tenía una duración de un año y medio, impartiéndose las clases teórico-prácticas el primer año, y al siguiente medio año debía realizarse un trabajo final de máster. Dado que durante los dos últimos años de licenciatura ya había realizado prácticas en empresa, quise introducirme en la investigación científica que tiene lugar en la universidad. Por esta razón, me puse en contacto con el Dr. Sebastià Puig (profesor del LEQUIA), que me ofreció la oportunidad de realizar el trabajo de máster sobre la recuperación de estruvita, en el marco del proyecto europeo “ManureEcoMine” (FP7, Grant Agreement No. 603744).

P. - Has recibido recientemente el accésit en el Certamen Arquímedes por tu trabajo de máster sobre la recuperación de estruvita. ¿Qué ha supuesto para ti este reconocimiento?

R. - Una de las finalidades del Certamen Arquímedes, de carácter nacional, es favorecer la incorporación de jóvenes estudiantes en el ámbito investigador, mediante la concesión de premios a proyectos originales de investigación científica y tecnológica. Ser uno de los finalistas ya supone de por sí un reconocimiento, puesto que este año 2014 fueron más de 300 los trabajos presentados, y sólo 25 fueron seleccionados. Los 25 seleccionados tuvimos que ir a Madrid para presentar nuestro trabajo, mediante un póster y una presentación oral, y el último día tuvo lugar la entrega de premios, en la que yo fui galardonada con un Accésit de 2.000€ y una estada de 15 días en uno de los centros del CSIC.

Es por ello, que ante este reconocimiento, sólo puedo sentir agradecimiento, al Certamen y al LEQUIA, y especialmente una profunda motivación a continuar trabajando en esta línea de investigación.

Creo que la mayor dificultad a la que me enfrenté, y sigo enfrentándome, es la de empezar un proyecto desde cero

Además, el Certamen representó una excelente oportunidad para presentar los resultados preliminares de la investigación sobre la recuperación de nutrientes que estamos llevando a cabo en el LEQUIA.

P. - Nos gustaría que nos detallases tu trabajo. ¿En qué consiste tu investigación?

R. - Como he dicho antes, el trabajo de máster formaba parte del proyecto europeo “ManureEcoMine”. Este proyecto involucra varios socios internacionales, y su objetivo principal es la demostración tecnológica y económica de los purines como un valioso recurso para la obtención de fertilizantes mediante el uso de tecnologías eco-innovadoras, considerando su impacto económico y ambiental. Ante este amplio objetivo, cada uno de los socios se centra en una parte/tecnología del proyecto. En nuestro caso, el LEQUIA estudia la recuperación de nutrientes (fósforo, nitrógeno, magnesio y potasio) a partir de purines digeridos anaeróbicamente, mediante la precipitación de estruvita y K-estruvita.

Mi investigación se centra en la recuperación de nutrientes de aguas residuales. En primer lugar, para la realización del trabajo final de máster se decidió estudiar los parámetros más influyentes para la precipitación de estruvita, tales como el pH, la temperatura y la ratio molar magnesio/fosfato, para posteriormente evaluar las condiciones de operación a nivel de laboratorio, a partir de purines sintéticos. Las mejores condiciones de operación resultaron de trabajar a pH 8-8.5, a temperaturas bajas (aplicando un descenso rápido de la temperatura) y a una ratio molar magnesio/fosfato entre 5-12. Finalmente, se estudiaron dos diseños a nivel de laboratorio, evaluando la influencia de la velocidad ascensional (un aumento de esta velocidad favoreció la flotación de las partículas, y por lo tanto, su crecimiento, resultando en una mayor producción de estruvita) y de la aireación en distintas posiciones (cuando mayor era la parte aireada, mayor era la producción de estruvita, y el tamaño de partícula).

Actualmente, sigo trabajando en esta misma línea de investigación, realizando mi tesis doctoral sobre la recuperación de estruvita a partir de purines, con un nuevo diseño de cristalizador, tratando un mayor caudal a un menor tiempo de residencia hidráulico, y profundizando el estudio en otros aspectos, como por ejemplo, el tamaño de partícula de estruvita que se recupera y como éste se puede controlar.

La principal aplicación de la estruvita es como fertilizante

P. - ¿Cuáles son las mayores dificultades a las que te has enfrentado en este trabajo?

R. - Durante la realización de este trabajo final de máster, creo que la mayor dificultad a la que me enfrenté, y sigo enfrentándome, es la de empezar un proyecto desde cero. Es decir, empezar una línea de investigación sobre la recuperación de nutrientes en lugar de su eliminación (cambiando el concepto de eliminación por el de recuperación) y llevando a cabo experimentos a nivel de laboratorio en primer lugar, luego a pequeña escala y finalmente en planta piloto.

P. - ¿Podrías explicarnos qué es la estruvita y cuáles son sus aplicaciones?

R. - La estruvita es un compuesto cristalino de color blanco, formado por concentraciones equimolares de magnesio, amonio y fosfato, y cuya fórmula es MgNH4PO4·6H2O. El procedimiento de formación (cristalización) se puede dividir en dos fases, nucleación y crecimiento, y puede verse afectado por varios factores, como el pH, la temperatura, la ratio molar entre magnesio, amonio y fosfato del influente, la agitación, el grado de supersaturación, la presencia de iones ajenos, los equilibrios termodinámicos líquido-sólido y la cinética de las reacciones, entre otros.

Su principal aplicación es como fertilizante, puesto que presenta unas cualidades como fertilizante excelentes en comparación con los fertilizantes tradicionales, tales como que se trata de un fertilizante de liberación lenta, tiene una baja solubilidad, implica concentraciones equimolares de nitrógeno y fósforo, y su contenido en metales pesados es muy bajo. Además, resulta una muy buena alternativa para aquellos cultivos que requieren de magnesio, como la remolacha azucarera.

P. - Entonces, ¿por qué es importante la recuperación de estruvita a partir de purines?

R. - Básicamente es una cuestión de recursos naturales limitados. El fósforo es un elemento esencial para la vida, y sólo hay dos fuentes principales de fósforo en el mundo, el guano (excrementos de aves marinas) y las rocas con concentraciones elevadas de fosfato (apatita). Debido a que se trata de un recurso limitado esencial para la vida, que los grandes depósitos de rocas fosfáticas, económicamente viables para su explotación, se distribuyen de manera desigual en el mundo (el 80% de los recursos de fósforo en el mundo se encuentra en Sudáfrica, China, Marruecos y EE.UU), y las predicciones que establecen que este recurso podría agotarse en 100-250 años, la recuperación de fósforo en forma de estruvita a partir de aguas residuales se podría considerar un avance esencial y significativo para asegurar económicamente y a largo plazo el suministro de fósforo.

En Europa se generan alrededor de 1.27 billones de toneladas de purines cada año

La importancia de la recuperación a partir de purines radica en que existe una problemática importante de contaminación y malos olores asociada a éstos. Actualmente y debido al alto volumen generado, la aplicación de purines se realiza por encima de los requerimientos de nutrientes del suelo agrícola, y como resultado de este exceso se produce una filtración que degrada la calidad de los acuíferos. La fracción de purines que no puede ser aplicada al suelo, se transporta desde las explotaciones ganaderas a centros de tratamiento, que por lo general se encuentran a gran distancia generando tanto un coste de transporte como un coste medioambiental derivado del uso de combustibles fósiles.

La elección de los purines para recuperación de nutrientes se justifica por si sola si pensamos que en Europa se generan alrededor de 1.27 billones de toneladas de purines cada año.

P. - ¿Qué otros proyectos en materia de recuperación de nutrientes en aguas residuales estás llevando a cabo o has realizado anteriormente?

R. - En materia de recuperación de nutrientes no tenía experiencia, puesto que las prácticas en empresa que realicé estaban relacionadas con la gestión y el control analítico de EDARs y ETAPs. Y como es bien sabido, en este ámbito se tiende a la eliminación de nutrientes para satisfacer los requerimientos establecidos por la ley. Sin embargo, el campo de la recuperación ofrece otras muchas oportunidades, y desde las directivas europeas se intenta fomentar la recuperación.

La importancia de la recuperación a partir de purines radica en que existe una problemática importante de contaminación y malos olores asociada a éstos

P. - Por último, tal y como se encuentra la situación de los jóvenes investigadores actualmente, ¿qué consejo darías a alguien que se esté planteando comenzar a investigar?

R. - Sin duda alguna, les animaría a introducirse en la investigación, sabiendo que se trata de un camino largo y sacrificado, pero que te aporta mucha satisfacción. Por un lado, te permite estudiar sobre un tema de tu interés, aprendiendo a trabajar en solitario y en equipo, diseñando experimentos, y adquiriendo una rutina de trabajo que te será muy útil en tu futuro. Y por otro lado, te permite conocer a mucha gente, tanto a nivel nacional como internacional, lo cual siempre es bueno.

Además, la inversión en investigación genera siempre beneficios a medio y largo plazo a la sociedad.

Iniciativas como la del Certamen Arquímedes contribuyen en gran medida a ayudar a los jóvenes investigadores españoles. Es por eso que aprovecho estas líneas para agradecer una vez más al Certamen, la oportunidad de divulgar mis resultados, fomentar la investigación y recibir reconocimiento por ello.

Sin embargo, la investigación no sería lo mismo si no fuera por la implicación de mis supervisores (Dr. Sebastià Puig, Dr. Maël Ruscalleda, Dra. Marilós Balaguer y Dr. Jesús Colprim), el apoyo de mis compañeros de trabajo, y por último pero no menos importante, el apoyo de mi familia.

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