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"MIDES H2020 permitirá garantizar el suministro de agua de calidad para consumo humano"

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Sobre la Entidad

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Aqualia es uno de los principales actores del sector de la gestión del agua. Ha sido reconocida como una de las mejores empresas del Mundo en los Global Water Awards por su desempeño en 2017.
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El proyecto MIDES H2020 tiene como objetivo revolucionar la desalinización mediante el desarrollo de un proceso sostenible de baja energía llamado Microbial Desalination Cell (MDC). El centro principal de desarrollo es el Centro de Innovación en Desalación (CID) que Aqualia ha inaugurado en Denia, España. Para conocer un poco más sobre este proyecto hablamos con Víctor Monsalvo, Responsable del Área de Ecoeficiencia de Aqualia.

Pregunta: ¿Cuáles son los objetivos del proyecto MIDES H2020 en términos de eficiencia energética, y cómo se están consiguiendo dichos objetivos?

Respuesta: El principal objetivo obtener agua para consumo humano a partir de agua de mar con un consumo energético de 0,5 kWh/m3, lo que supone una reducción del 85% del consumo energético actual.

Además, el proceso biológico del que se obtiene la energía consigue, simultáneamente, pero en compartimentos diferentes del dispositivo, depurar agua residual para su reincorporación al medio o reutilización en condiciones adecuadas.

El consorcio europeo MIDES ha trabajado en el desarrollo de la solución durante 4 años, especialmente en el sistema de desalinización microbiana o MDC (de sus siglas en inglés, Microbial Desalination Cell). Los conocimientos aportados por el equipo multidisciplinar sobre microbiología, biotecnología, nuevos materiales, sistemas de pre- y pos-tratamiento, ingeniería avanzada y herramientas de simulación han sido aspectos clave para que hoy se cuente con la planta demostrativa desalinizadora con menor consumo energético. La primera planta opera en el Centro de Innovación de Desalación en la EDAS Racons (Denia), y la segunda se pondrá en marcha en las próximas semanas en la EDAM Oeste (Tenerife).

P.- MIDES pretende desarrollar un sistema de desalación sin coste energético. ¿De dónde obtendrá la energía el proyecto? 

R.- La fuente de energía utilizada para la desalación es la energía química contenida en el agua residual. La materia orgánica presente en el agua residual es una excelente fuente de carbono y energía para los microorganismos bioelectrogénicos alojados en la MDC. Como resultado de su metabolismo se obtienen electrones que se capturan en la MDC gracias a la utilización de nuevos materiales conductores biocompatibles. La corriente de electrones obtenida genera una diferencia de potencial eléctrico que provoca la migración de las sales presentes en el agua salada (aniones y cationes) a través de las membranas de intercambio iónico, logrando así reducir su salinidad.

La fuente de energía utilizada para la desalación es la energía química contenida en el agua residual

P.- ¿Qué materiales se han desarrollado para ello?

R.- Se ha logrado optimizar el diseño actual de la MDC gracias al desarrollo de (1) materiales conductores innovadores que maximicen la captura de electrones generados por los microorganismos, (2) membranas de intercambio iónico selectivas, y (3) materiales plásticos reciclados para alojar los elementos que componen el sistema.

P.- Hasta ahora, ¿qué resultados se han obtenido?

R.- El escalado del proceso se ha realizado en tres pasos: laboratorio, pre-piloto y piloto. Hace 4 años partimos de un dispositivo a escala laboratorio que cabía en una mano (100 cm2), esta etapa fue clave para poder demostrar el concepto, optimizar el diseño, los materiales y las condiciones de operación que fijasen las bases para el escalado. Posteriormente, la operación del sistema de 6000 cm2 en las instalaciones de IMDEA Agua permitió validar la escalabilidad del sistema y se verificó su eficacia para alcanzar la desalinización completa de agua de mar y salobre. La producción neta del sistema ha aumentado 160 veces en tan solo 2 años, alcanzando velocidades de desalinización de hasta 12,5 L/m2·h.

Actualmente, la planta piloto MDC instalada en el Centro de Innovación de Desalación en la EDAS Racons (Denia) tiene una capacidad de producción diaria de 1 m3. En el Centro se han integrado todos los procesos requeridos para el pretratamiento y acondicionamiento para conseguir que el agua producto presente la calidad requerida para consumo humano. Gracias a la captura electrónica del dispositivo mediada por los microorganismos bioelectrogénicos encargados de eliminar la materia orgánica de la corriente residual alimentada, la planta piloto MDC no requiere de aporte energético externo para llevar a cabo el proceso de desalación.

P.- ¿En qué tipo de plantas se podrían aplicar los resultados obtenidos en MIDES?

R.- La capacidad de desalinización del sistema ha sido comprobada en el proyecto para aguas con amplio rango de salinidades, desde agua salobre a agua de mar. Por otro lado, las aguas residuales utilizadas como fuente de energía han sido tanto urbanas como industriales. Además, los excelentes resultados obtenidos en la desalinización de aguas salobres, arrojan una oportunidad interesante en sistemas de regeneración de aguas residuales donde el uso final requiera una baja conductividad.

P.- ¿Qué aportan los resultados del proyecto en materia de sostenibilidad?

R.- La solución supone una revolución tecnológica en el balance de sostenibilidad la depuración y desalinización de corrientes. Se dan dos cambios de paradigma: (1) depuración de aguas residuales con producción energética que permitirá redefinir esta corriente no como un problema sino como una oportunidad para su aprovechamiento como nueva fuente energética renovable, constante y de producción local, y (2) desalinización sin consumo energético, que ampliará el aprovechamiento de fuentes no convencionales. 

P.- ¿Qué papel pueden jugar proyectos como MIDES en la concepción de las ciudades del futuro?

R.- La solución es de especial relevancia teniendo en cuenta que el incremento del número de ciudades y de población en zonas costeras requerirá de nuevos enfoques de gestión del ciclo integral del agua.

El proceso desarrollado permitirá garantizar el suministro de agua de calidad para consumo humano utilizando energía renovable obtenida a nivel local. Una instalación basada en el proceso desarrollado en el proyecto MIDES dará solución de manera sinérgica y simultánea a la depuración de aguas residuales y suministro de agua potable utilizando fuentes de agua salobres y saladas.

La solución supone una revolución tecnológica en el balance de sostenibilidad la depuración y desalinización de corrientes

P.- ¿En qué otros proyectos participa Aqualia que promuevan la ecoficiencia y la sostenibilidad energética?

R.- Actualmente Aqualia desarrolla casi una veintena de proyectos locales, regionales, nacionales y europeos en los que coexisten objetivos de calidad, sostenibilidad, ecoeficiencia y una gestión inteligente de los procesos implicados en el ciclo integral del agua. Inexorablemente, en todos ellos la eficiencia energética, el aprovechamiento de los recursos y la gestión sostenible del agua, son objetivos comunes en torno a los cuales trabajamos en el Dpto. de Innovación y Tecnología, en una estrecha y fructífera colaboración con el resto de Departamentos de la compañía.​

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