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"La tecnología de contactores de membranas permite recuperar nitrógeno de la EDAR"

  • " tecnología contactores membranas permite recuperar nitrógeno EDAR"

Sobre la Entidad

IIAMA
El IIAMA-UPV se creó en 2001 para impulsar la investigación orientada a la transferencia de tecnología y colaboración con empresas y organismos públicos, promover la docencia y asesoramiento en temas de agua.

Guillermo Noriega Hevia ha obtenido el Accésit en la categoría de “Desalación y Desarrollo Sostenible” (patrocinado por la empresa PAVAGUA Ambiental) de la VIII Edición de los Premios IIAMA, por su tesis doctoral “Recuperación de nitrógeno mediante contactores de membrana: aplicación, modelación y control, dirigida por los investigadores del IIAMA, José Ferrer y Joaquín Serralta”.

Guillermo estudió el Grado de “Ciencias Ambientales” en la Univerisdad de León, decidiendo ampliar su formación académica con el máster interuniversitario en Ingeniería Ambiental” que imparten conjuntamente la Universitat de València y la Universitat Politècnica de València. El motivo de esta elección fue que durante el último año del grado empezó a atraerle las sinergias existentes entre el agua y la innovación.

Durante los estudios de máster le fue concedida una beca de la Cátedra de Aguas de Valencia para la realización de su TFM, que fue desarrollado en el grupo de investigación CALAGUA, donde permaneció hasta defender su tesis doctoral en noviembre del 2021.

Actualmente trabaja en CETAQUA Galicia como Project Manager, gestionando proyectos de investigación, tanto públicos como privados, relacionados con el agua residual.

Pregunta: En líneas generales, ¿explícanos en qué consiste el trabajo galardonado?

Respuesra: La tesis trata de dar una visión integral de la aplicación de los contactores de membrana para la recuperación de nitrógeno a partir del agua residual.

Al ser una tecnología bastante incipiente en el momento en que comencé la investigación, apenas existían estudios a escala laboratorio. Por ello, buscamos optimizar su operación y sobretodo, profundizar en otros aspectos de la tecnología que permitieran un escalado de la misma, como son la modelación del proceso, el análisis económico y el sistema de control del proceso.

P.- ¿Cuáles son sus principales líneas de investigación?

R.- La tesis se podría englobar en cuatro grandes bloques: aplicación, modelación, análisis económico y ambiental y control del proceso de recuperación. 

  • En la parte de aplicación se tratan las condiciones operacionales óptimas para la recuperación de nitrógeno amoniacal. Además, también se incluyen algunos ensayos sobre procesos de cristalización en membrana, procesos en los que trabajé en una estancia en la Universidad de Cranfield en Reino Unido.
  • A través del modelo matemático se modeliza el proceso de recuperación, tanto el paso de amoniaco de un lado a otro de la membrana como la evolución del pH durante este proceso. Esto permite simular el efecto de diferentes condiciones operacionales, lo que lo convierte una herramienta muy valiosa para el diseño e implantación de esta tecnología a diferentes escalas.
  • El análisis económico muestra cuál es su potencial para justificar la implantación de la tecnología. No solo porque favorezca la circularidad de las EDAR o tenga un menor impacto ambiental para la producción de fertilizantes nitrogenados, sino para que permita también unas ventajas competitivas y unos retornos económicos.
  • Por último, está el desarrollo del sistema de control para la operación de estas membranas. Esta parte se encarga de predecir la concentración de amonio en la corriente a tratar a partir de la variación de pH, obteniendo así una medida temprana con un coste muy reducido. Esto conlleva que no fuera necesario realizar analíticas ni sensores en continuo de amonio, dado que tienen un coste más elevado que los sensores de pH.

Guillermo Noriega junto a Mari Carmen Pérez, responsable de Sistemas de Gestión e Innovación de Pavagua.

P.- ¿Cómo surge la idea de llevar a cabo este trabajo?

R.- En el momento que entré a formar parte del grupo CALAGUA, se estaban realizando distintos proyectos centrados en la recuperación de nutrientes y energía a partir del agua residual. Concretamente en uno de ellos se incluía un apartado sobre recuperación de nitrógeno a partir del agua residual, aunque de forma general, en el proyecto estaba incluido la aplicación de una tecnología convencional como la stripping.

No obstante, al inicio de la tesis tratamos de ser más ambiciosos buscando la aplicación de tecnologías incipientes. Tras un estudio exhaustivo, decidimos optar por la tecnología de contactores de membranas y, ciertamente, creo que fue todo un acierto.

“La preocupación por la recuperación de nitrógeno ha crecido exponencialmente en los últimos años y creo que eso le da aún más valor a mi tesis”

No solo por la aceptación que han tenido las diferentes publicaciones o la propia tesis, sino por el crecimiento en aplicación que ha tenido esta tecnología. Como he comentado anteriormente, cuando comenzamos la investigación no existían muchas publicaciones al respecto y en la actualidad parece que se está afianzando como la tecnología a aplicar. Además, la preocupación por la recuperación de nitrógeno ha crecido exponencialmente en los últimos años y creo que eso le da aún más valor al tema de la tesis.

P.- Tras el estudio, ¿qué conclusiones has obtenido?

R.- Con la tecnología de contactores de membranas es posible la recuperación de nitrógeno y obtener fertilizantes nitrogenados. Además, técnicamente es la tecnología más eficiente por consumos energéticos, reactivos, espacio

Asimismo, es una tecnología económicamente competitiva, aunque esto dependerá del precio final del producto, pero las estimaciones muestran que los beneficios obtenidos cubren la inversión necesaria.  A esto debemos añadir la reducción de huella de carbono que supone el hecho de extraer el nitrógeno recuperado de la depuradora.

“Mi trabajo ayuda a reducir el uso de materias primas y el impacto de la fabricación de fertilizantes nitrogenados”

P.- ¿Cuál es el posible impacto social de tu proyecto?

R.- El objetivo final de recuperar los nutrientes a partir del agua residual es incrementar la eficiencia y la circularidad del proceso, reduciendo el uso de materias primas y el impacto de la fabricación de fertilizantes nitrogenados principalmente y la depuración de aguas residuales en menor medida.

Guillermo Noriega presentando su estudio durante la ceremonia de entrega de los premios IIAMA.

Por lo tanto, considero que el impacto social del proyecto ha de ir relacionado con la lucha contra el cambio climático y con el incremento de la eficiencia de los procesos de fabricación de fertilizantes y reducción de su impacto sobre el medio.  

P.- ¿Cómo reaccionas cuando te enteras que has sido ganadora del "Accésit Desalación y Desarrollo Sostenible”?

R.- Lógicamente fue una gran alegría. Sabes de la reputación que tienen estos premios en el sector y de la calidad de los trabajos que suelen presentar, así que claramente es un orgullo y una recompensa al trabajo obtener este “Accésit”.

“La I+D+ es una de las mejores herramientas para el desarrollo de nuestro país”

P.- ¿Qué opinas acerca del futuro de la I+D+i en España?

R.- Siempre he creído que la I+D+i, ya sea mediante financiación pública o público-privada, es una de las mejores herramientas para el desarrollo de nuestro país, que permita generar puestos de trabajo de calidad, atraer y retener talento y crear valor añadido.

Parece que ahora, con los fondos de la Unión Europea a raíz de la pandemia, se van a movilizar grandes cantidades de dinero en los próximos años para la I+D+i, en temas vinculados al desarrollo de nuevas fuentes de energía como el hidrógeno verde o la digitalización, lo que va a suponer un fuerte impulso.

La clave será si esto se queda en una apuesta puntual o se mantiene en el tiempo. Por suerte, el talento y la motivación siguen existiendo y eso nos ha de hacer ser siempre optimistas.

Puedes conocer más detalles de su trabajo en este vídeo:

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