Un equip de la UB participa en un projecte capdavanter per a la recuperació del fòsfor en estacions depuradores d’aigües residuals
El fòsfor és un element químic fonamental per als organismes vius que no té substitut conegut. Actualment s’aplica abundantment com a fertilitzant per augmentar la quantitat de nutrients a la terra, fins al punt que es troba en una situació de risc d’escassetat. Els grups de recerca Disseny i Optimització de Processos i Materials (DIOPMA) i Biotecnologia Ambiental de la Universitat de Barcelona participen en un nou projecte l’objectiu del qual és dissenyar i desenvolupar una solució tecnològica per recuperar de manera eficient i econòmica el fòsfor que contenen les aigües residuals urbanes. Aquesta innovadora metodologia persegueix contribuir a l’eliminació d’una important font de contaminació dels aqüífers i també fomentar l’economia circular, aprofitant durant el procés un subproducte industrial molt abundant a Espanya.
MAGNYFOS –aquest és el nom del projecte– té un pressupost total pròxim als 697.000 euros, i forma part de la convocatòria Retos Colaboración del Ministeri de Ciència i Innovació, l’objectiu del qual és finançar projectes en cooperació entre empreses i organismes de recerca. El consorci està liderat per Navarra de Infraestructuras Locales, SA / Departament de Cohesió Territorial del Govern de Navarra (NILSA) i, a més de la UB, a través de la seva OTRI –la Fundació Bosch i Gimpera–, també hi participen les empreses Magnesitas Navarras, SA i Ceit.
Un problema ambiental i econòmic
L’alt consum agrícola del fòsfor, per les seves propietats beneficioses, ha fet que s’hagi convertit en una important font de contaminació de les aigües. El seu abocament, juntament amb el d’altres nutrients com el nitrogen, genera l’eutrofització, un augment massiu de nutrients en els aqüífers que provoca un creixement desmesurat d’algues i plantes. Aquest augment disminueix la concentració d’oxigen dissolt en l’aigua, i causa la mort de peixos i destrueix l’ecosistema existent. A més, el fòsfor no només presenta problemes d’abastament o ambientals. En aquells corrents en què es troba en suficient concentració tendeix a precipitar de manera incontrolada a les parets de les canonades, fins arribar a col·lapsar-les, cosa que genera problemes econòmics en el funcionament de les plantes.
Davant d’aquesta situació, la normativa europea obliga a eliminar el fòsfor en les estacions depuradores (EDAR) més grans com a part del tractament d’aigües residuals, però la seva recuperació presenta complicacions. “Algunes plantes de reciclatge ja compatibilitzen la depuració del fòsfor de les aigües residuals amb la recuperació d’aquest element químic. No obstant això, l’elevat cost dels reactius fa que la majoria dels processos fisicoquímics que empren siguin poc viables econòmicament per a estacions amb una capacitat de tractament d’entre 10.000 i 100.000 habitants equivalents, que constitueixen la majoria de les EDAR a Espanya”, explica Josep Maria Chimenos, membre de DIOPMA i professor del Departament de Ciència dels Materials i Química Física.
Transformar el fòsfor reciclat en fertilitzant
El nou procés desenvolupat en el marc del projecte MAGNYFOS serà més econòmic, ja que es basarà en la utilització de subproductes de magnesi generats durant la calcinació de la magnesita natural, un mineral amb diferents aplicacions industrials. En aquest context, DIOPMA és un dels grups de referència en la revaloració d’aquest element químic, ja que des de 1996 col·labora amb Magnesitas Navarras en diferents investigacions sobre l’ús de subproductes de magnesi, per exemple per al tractament d’excrements de la ramaderia en el sector porcí o per al tractament de sòls contaminats. “L’objectiu és recuperar el fòsfor utilitzant aquests subproductes per precipitar la formació d’estruvita, un vidre que pot usar-se com a fertilitzant organomineral o com a precursor per a la formulació d’aquests fertilitzants”, assenyala Josep Maria Chimenos.
Impulsar la sostenibilitat i l’economia circular
Aquest projecte s’emmarca en un context en què l’escassetat de matèries primeres és un problema prioritari per a la indústria, per als òrgans de govern i per a la societat en general, i que requereix un ús eficient dels recursos naturals per combatre-la. “En un país vulnerable al canvi climàtic com és Espanya la necessitat de protegir la biodiversitat i els recursos, principalment hídrics, és molt important. Per aquest motiu, les prioritats en la gestió de residus empenyen cada vegada més a la recuperació d’elements a partir de corrents residuals”, destaca Sergi Astals, investigador postdoctoral Ramón y Cajal del Departament d’Enginyeria Química de la Universitat de Barcelona.
D’aquesta manera, aquest procés, a més dels avantatges fisicoquímics, permetrà un estalvi en costos d’operació i una millora en la sostenibilitat ambiental, i contribuirà així a impulsar l’economia circular. “El projecte avança en la moderna concepció de les EDAR com estacions de recuperació i revalorització de recursos, provinents ja no només de les aigües residuals sinó també de subproductes industrials”, conclou Sergi Astals.
El Ministeri de Ciència i Innovació – Agència Estatal de Recerca, dins la convocatòria de Projectes de R+D+I Retos Colaboración del Programa Estatal d’Investigació, Desenvolupament i Innovació Orientada als Reptes de la Societat, en el marc del Pla Estatal d’Investigació Científica i Tècnica i d’Innovació 2017-2020, va concedir un ajut al projecte “Utilització de subproductes de magnesi per a la recuperació del fòsfor en estacions depuradores d’aigües residuals mitjançant precipitació d’estruvita – MAGNYFOS”, liderat per Navarra de Infraestructuras Locales, SA, amb número d’expedient RTC2019-007257-5. Aquest projecte ha estat finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació – Agència Estatal de Recerca dins el Subprograma Retos Colaboración, convocatòria 2019. El projecte està cofinançat per la Unió Europea a través del Fons Europeu de Desenvolupament Regional (FEDER) amb l’objectiu de promoure el desenvolupament tecnològic, la innovació i una recerca de qualitat.
