Un estudio realizado por investigadores del grupo CALAGUA -formado por personal del IIAMA-UPV y del Departamento de Ingeniería Química de la Universitat de València (IQ-UV)- demuestra la viabilidad de recuperar el fósforo en forma de estruvita a partir de la orina separada en origen, utilizando diferentes fuentes de magnesio.
Esta conclusión es fruto de la investigación desarrollada a escala piloto y con experiencias de larga duración que se explica detalladamente en el artículo: “P-recovery in a pilot-scale struvite crystallisation reactor for source separated urine systems using seawater and magnesium chloride as magnesium sources”, realizado por Daniel Aguado, Ramón Barat, Alberto Bouzas, José Ferrer y Aurora Seco y publicado en la revista científica “Science of The Total Environment”.
El estudio, alineado bajo los principios de la economía circular, centra su análisis en el fósforo, un recurso natural no renovable y que podría escasear en el futuro si se mantienen los niveles de explotación actuales.
“Es necesario promover su recuperación, al tratarse de un recurso no renovable y usado ampliamente en forma de fertilizante en la agricultura”, manifiesta el investigador y miembro del grupo CALAGUA, Daniel Aguado García.
En este sentido, el propio investigador señala que el aumento de la concentración de fósforo en los ecosistemas acuáticos por el vertido de aguas residuales no tratadas o parcialmente tratadas, “provoca la eutrofización de los mismos, mientras que su precipitación espontánea e incontrolada en las EDAR ocasiona problemas operacionales”.
La orina sólo representa en torno al 1% del volumen total de las aguas residuales generadas, pero contiene más de la mitad del fósforo presente en ellas
Recuperación del fósforo de la orina
En los últimos tiempos la recuperación de fósforo de la orina se ha erigido como una opción de interés en el ámbito científico ya que la orina sólo representa en torno al 1% del volumen total de las aguas residuales generadas, pero contiene más de la mitad del fósforo presente en ellas.
“Existe un alto contenido de fósforo en la orina, lo que le convierte en una fuente de recursos interesante para fomentar la recuperación de este nutriente a través de diferentes vías de extracción”, indica Ramón Barat Baviera, participante del estudio.
La estruvita es un fertilizante que se puede producir a partir de la orina y permite conseguir un precipitado de gran pureza, sin micro-contaminantes y con bajo contenido en metales pesados
La estruvita es un fertilizante de liberación lenta que se puede producir a partir de la orina y permite conseguir un precipitado de gran pureza, sin micro-contaminantes y con bajo contenido en metales pesados, características que contribuyen a que este producto recuperado tenga valor agronómico y comercial.
“Este fertilizante ecológico puede complementar o reemplazar parcialmente los fertilizantes químicos convencionales para satisfacer los requisitos de fósforo de la agricultura”, destaca el Dr. Barat Baviera.
Esquema del proceso desarrollado en el estudio.
Desarrollo técnico del estudio y resultados
Para desarrollar la investigación se ha empleado una planta piloto de cristalización de 20.55 litros de volumen, propiedad del grupo CALAGUA, equipada con tres bombas para dosificación del influente (orina) y de los reactivos necesarios para la cristalización de la estruvita.
Asimismo, mediante técnicas de microscopía electrónica de barrido junto con espectroscopía de rayos X con dispersión de energía, se ha estudiado la morfología y la composición de los cristales producidos en el cristalizador, así como la distribución espacial de los iones que los formaban.
La investigación ha evaluado la viabilidad de usar agua de mar, como alternativa sostenible en zonas costeras, para aportar el magnesio necesario para la cristalización de la estruvita
Además de estudiar como afectaba al proceso el tiempo de retención hidráulico, el otro rasgo distintivo de la investigación ha sido evaluar la viabilidad de usar agua de mar, como alternativa sostenible en zonas costeras, para aportar el magnesio necesario para la cristalización de la estruvita.
“La concentración de amonio en la orina excede la requerida para la recuperación completa de fósforo, pero su contenido en magnesio es insuficiente por lo que es necesario su adición. Para ello, en esta investigación hemos utilizado cloruro de magnesio, así como agua del mar Mediterráneo que podría ser una opción sostenible y de bajo coste para realizar el proceso de recuperación de fósforo en zonas costeras”, explica el Dr. Aguado García.
Finalmente, el investigador del IIAMA pone en valor el grado de innovación del estudio ya que los resultados obtenidos confirman la viabilidad y alcance de la investigación.
En las distintas condiciones de operación se ha conseguido obtener el proceso de cristalización de estruvita, con eficiencias próximas al 90% de precipitación y de recuperación de fósforo
“En las distintas condiciones de operación implementadas hemos conseguido, de manera continua y estable, el proceso de cristalización de estruvita con eficiencias próximas al 90% de precipitación y de recuperación de fósforo, logrando una producción en torno a 0,99 gramos de estruvita por cada litro de orina”, concluye resaltando el investigador Daniel Aguado.
