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Convertir las aguas residuales no sólo en agua limpia, sino también en electricidad y nutrientes, es posible con tecnologías que utilizan microorganismos electroquímicamente activos.
Una investigación internacional publicada en Frontiers in Science bajo la dirección de la Universidad de Greifswald (Alemania) muestra el enorme potencial medioambiental y de ahorro de recursos de las tecnologías electroquímicas microbianas (MET).
Cada año producimos en todo el mundo unos 359.000 millones de metros cúbicos de aguas residuales, cuatro veces el volumen del lago Lemán. "Contienen más de 800.000 GWh de energía química, comparable a la producción anual de 100 centrales nucleares", explica el director del estudio, el profesor Uwe Schröder, de la Universidad de Greifswald. "Las aguas residuales también contienen muchos nutrientes que hemos dejado que se desperdicien".
Aquí es donde entran en juego los MET: Microorganismos especiales que se encuentran de forma natural en las aguas residuales convierten la energía química que contienen en energía eléctrica, al tiempo que purifican el agua. En el laboratorio, hasta el 35% de la energía ligada a las aguas residuales ya se ha convertido en electricidad.
Plantas piloto como "Pee Power®" demuestran que la tecnología también funciona en la práctica: en 2015, suministró electricidad a partir de la orina a la iluminación de los aseos del Festival de Glastonbury. Estudios a largo plazo en Uganda, Kenia y Sudáfrica han demostrado que estos sistemas también pueden tratar de forma fiable grandes cantidades de orina, y contribuir a una mayor seguridad en regiones con infraestructuras inadecuadas gracias a las instalaciones sanitarias iluminadas.
Alrededor de 3.500 millones de personas en todo el mundo no tienen acceso a instalaciones sanitarias adecuadas. Los investigadores consideran que las MET son una importante contribución a la consecución del sexto Objetivo de Desarrollo Sostenible de la ONU: el suministro sostenible de agua y saneamiento para todos.
"El uso generalizado de estas tecnologías ofrece muchas ventajas, sobre todo para regiones con aguas residuales muy contaminadas donde las tecnologías de tratamiento existentes son demasiado caras o no llegan a todo el mundo", subraya el coautor, el Prof. Dr. Falk Harnisch, del Centro Helmholtz de Investigación Medioambiental (UFZ) de Leipzig.
También es posible recuperar nutrientes valiosos como el nitrógeno y el fósforo de las aguas residuales mediante MET.
Aunque abundan en las aguas residuales, estas sustancias se extraen actualmente en otros lugares de forma extremadamente intensiva en energía e insostenible, lo que incluye un aumento de los precios, un contraste que las MET podrían revolucionar en términos de economía circular sostenible: "Hasta alrededor del 7% de las necesidades de fosfato y el 11% de la demanda mundial de nitrógeno amoniacal podrían cubrirse a partir de las aguas residuales", explica Schröder.
Para que los MET puedan generalizarse, los sistemas deben ser más robustos, rentables y eficientes desde el punto de vista energético. El profesor Schröder y su equipo de Greifswald investigan los principios bioquímicos y electroquímicos para seguir optimizando los reactores y la transferencia de electrones.
Al mismo tiempo, es necesario convencer a la industria de aguas residuales de Europa Central, por ejemplo mediante programas de financiación, plantas piloto e incentivos económicos.
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