En los últimos años el sector se ha mostrado especialmente responsable con el tratamiento de sus aguas residuales, minimizando el impacto de los vertidos en el medioambiente
La industria alimentaria absorbe el 70 % del consumo mundial de agua, según los datos de la Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación y la Agricultura (FAO). La industria cárnica suele aparecer como la gran consumidora de agua (15.400 litros por cada kilo de ternera producido), pero hay otras que también utilizan el preciado líquido de forma intensiva, como la del sector de bebidas.
Ese gran requerimiento genera además una cantidad ingente de aguas de proceso con unas características especiales: suelen ser aguas muy cargadas de materia orgánica y de nutrientes, en especial, fósforo y nitrógeno. Además, estos vertidos presentan una gran variabilidad en la concentración de contaminantes, y en otros parámetros como el pH o la conductividad.
En los últimos años el sector se ha mostrado especialmente responsable con el tratamiento de sus aguas residuales, minimizando el impacto de los vertidos en el medioambiente. La ausencia general de compuestos tóxicos en esta industria ha permitido el uso de tratamientos biológicos tras los fisicoquímicos iniciales de separación. El diseño y operación de esos sistemas van desde aquellos que requieren un consumo energético asociado al suministro de aire en los sistemas aerobios, hasta aquellos capaces de producir energía en forma de biogás, propia de los digestores anaerobios. El sector tiene un porfolio donde elegir.
El descubrimiento de la electroquímica microbiana en la Universidad de Massachusetts (Estados Unidos) hace casi dos décadas aporta, por fin, aire fresco al mundo de los tratamientos biológicos. Esta disciplina se basa en estimular el intercambio de electrones entre unos microrganismos, denominados electroactivos, y un material electroconductor. Los electroquímicos microbianos buscan oxidar y, en última instancia, mineralizar los contaminantes orgánicos a través de procesos microbianos, en un nuevo contexto donde procesos redox como la respiración aerobia, las fermentaciones o la metanogénesis son ahora sustituidos por otros como respiraciones extracelulares, electrofermentaciones o electrometanogénesis. El resultado es la acelerar el metabolismo microbiano al eliminar la limitación en disponibilidad de donadores o aceptores de electrones.
El conjunto de aplicaciones desarrolladas en este campo de estudio se denominan Tecnologías Electroquímicas Microbianas (MET, por sus siglas en inglés) y están representadas por su propia sociedad científica (www.is-met.org).
Dos son los elementos diferenciadores en esta tecnología frente a otras metodologías biotecnológicas: por un lado, poder elegir a voluntad del potencial redox del material electroconductor que permite “domesticar” el flujo de electrones generado por los microorganismos y llegar a soluciones más sofisticadas que las de aportar oxígeno, típicas los sistemas tradicionales; por otro, permite aprovechar la capacidad que tienen los microorganismos para transferirse los electrones entre ellos, de forma directa, en un proceso denominado DIET (Direct Intespecies Electron Transfer). Con estos dos soportes se pueden diseñar y operar los sistemas electroquímicos para optimizar la degradación de la materia orgánica de los vertidos sin necesidad de gastar energía, obtener gases valorizables como el metano y el hidrógeno, convertir energía solar en energía bioquímica, o “alimentar” con corriente eléctrica a estas bacterias para que eliminen los nutrientes del vertido (electrodesnitrificación).
Ya existen tecnologías disponibles en el mercado para el tratamiento de aguas residuales urbanas como, por ejemplo, METland®, que ahora se están ensayando en el sector agroalimentario, por lo que parece razonable esperar avances significativos en ese sentido. La aplicación de estas tecnologías nos acercará al cumplimiento del reciente Pacto Verde Europeo, minimizando la huella de carbono y reduciendo la producción de residuos.
Un ejemplo de la aplicación de estas tecnologías se ha desarrollado en el proyecto LIFE ANSWER (www.life-answer.eu) que propone una solución avanzada para el tratamiento de aguas residuales de la industria cervecera. El proceso integra dos unidades principales, un sistema de electrocoagulación para la eliminación de nutrientes (en el que se incorpora la reutilización de desechos de aluminio de la propia cervecera) seguido de un tratamiento biológico mediante un reactor bioelectroquímico de lecho fluidizado (ME-FBR), capaz degradar la materia orgánica y generar biogás enriquecido en metano e hidrógeno. El proyecto se ha validado en las instalaciones de Alovera, Guadalajara, de la cervecera Mahou.
* Belén Barroeta es Science Communicator en el Instituto IMDEA Agua.
Este artículo apareció originalmente publicado en Revista Alimentaria, septiembre 2020, número 516, páginas 37-38
http://revistaalimentaria.es/vernoticia.php?noticia=tecnologias-electroquimicas-microbianas-para-la-industria-alimentaria-aires-nuevos-en-el-tratamiento-de-aguas-residuales
