Brisa marinera, el río Iro y, al horizonte, un paisaje singular. En pleno Parque Natural de la Bahía de Cádiz se divisa la planta más grande del mundo destinada al tratamiento de aguas residuales con microalgas. Seis hectáreas -22.000 metros cuadrados de área efectiva- acogen cultivos de las responsables de que los seres vivos, como su nombre indica, lo estén.
En las instalaciones de la depuradora de El Torno, en Chiclana, Aqualia, empresa dedicada a la gestión del ciclo integral del agua, cultiva microalgas mediante los contaminantes del agua residual. También lo hace en Mérida y Albacete, pero en la localidad gaditana presenta una peculiaridad, “transformamos esa biomasa cultivada en biogás”.
Arbib, de 42 años, natural de Marruecos, entra en la zona de cultivo que tantas veces ha visitado. El responsable del área de sostenibilidad del departamento de innovación de Aqualia fue jefe de un proyecto que puso a Chiclana en el foco internacional. All Gas dio visibilidad a esta EDAR, una de las más antiguas de Cádiz, gracias al desarrollo de una iniciativa que Arbib vivió de primera mano.
Fue hace más de una década cuando, tras acabar su tesis sobre depuración de aguas residuales con microalgas, el alemán Frank Rogalla, director del recién estrenado departamento que ahora coordina, empezó a interesarse por estos microorganismos microscópicos. “En aquel momento había una especie de boom científico con respecto a su potencial”, recuerda con la luz del sol en su rostro.
"En quel momento hubo un boom científico"
2011 fue un año decisivo en la depuradora chiclanera. Arrancó un proyecto de gran calado que ya empezó a echar raíces en Arcos de la Frontera, donde se dieron los primeros pasos en botellas de cinco litros -después escalaron a 3, 33, 500. “Cuando todavía no se hablaba de gas, nosotros ya creíamos en el biogás y en el biometano, que es un biocombustible 100% renovable”, dice Arbib.
Así, iniciaron un proyecto pionero y uno de los más grandes a nivel mundial que buscaba demostrar la producción sostenible de biocombustible basada en el cultivo de microalgas a bajo coste. “Una auténtica revolución”, expresó el alcalde del municipio, José María Román, cuando conoció el trabajo.
Arbib se dirige a la planta, a unos metros de la zona de cultivo, y pisa el suelo por el que, en ocho años, han pasado investigadores de hasta 25 países diferentes. “Por aquí ha venido gente de todos los continentes”, dice Maikel Férnandez, cubano de 44 años que tomó el relevo a Arbib.
Este licenciado en Química con Máster en Biotecnología ambiental aterrizó en Cádiz para hacer su doctorado a través de un programa de cooperación iberoamericano. En 2011 acabó su tesis, se casó y al año siguiente fue contratado a través de la Universidad de Cádiz para formar parte de All Gas. En 2014 Aqualia le fichó y ahora continúa en un proyecto cuya evolución ha presenciado.
El objetivo principal de Aqualia era depurar el agua residual de una forma más eficiente que en los sistemas convencionales, basados en tecnologías de hace más de un siglo. “Funcionan muy bien, pero consumen mucha energía porque usamos grandes cantidades de oxígeno para depurar mediante un motor que genera aire. Estamos utilizando energía para destruir energía”, explica Arbib.
Las microalgas son la clave. Ellas son las que producen ese oxígeno gratis al realizar la fotosíntesis. Por tanto, aprovechan la capacidad de estos organismos para la depuración del agua residual. “El coste energético es muchísimo más bajo que en sistemas convencionales”, dice el responsable de innovación.
"El coste energético es muchísimo más bajo"
Ese proceso da lugar a una biomasa que el equipo de Aqualia se encarga de transformar en biogás. Y finalmente, este es purificado para distintos usos. Aquí, “como del cerdo, se aprovechan hasta los andares” con el fin de reducir la huella de carbono que genera el proceso. Según explica Maikel, “se salvan 0,3 kilovatios por metro cubico de agua residual, en comparación con los sistemas convencionales, el que menos consume está en torno a 0,5”.
Eficiencia que han logrado tras una serie de fases enmarcadas en este proyecto, financiado por la Unión Europea y coordinado por Aqualia, en el que estaba implicado hasta un instituto alemán y una universidad inglesa.
Maikel recorre las instalaciones repletas de bombas, ruedas de paletas o centrifugadoras mientras se dispone a remontarse a los comienzos de All Gas. “El proyecto persigue cambiar el paradigma de aguas residuales. Siempre se ven como un desecho y no lo son, en realidad son una materia prima. Economía circular”, defiende el licenciado, que controla el estado de los cultivos desde su móvil.
En primer lugar, en la fase piloto, experimentaron en 6 raceways o carruseles de 32 metros cuadrados cada uno para el cultivo, probaron los distintos tipos de agua, las diferentes profundidades y fijaron las condiciones de trabajo. “Se decidió 30 centímetros de profundidad y agua residual pretatada, la más sucia de todas. Eso era una ventaja porque las microalgas son autogradas, es decir, necesitan CO2 para crecer, y este se lo aportan las bacterias de ese agua, que a su vez usan el oxígeno de las microalgas para producir ese CO2, es una simbiosis”, detalla Maikel.
El químico se detiene frente a equipos que hace unos años estaban rodeados de investigadores. Material “de recuerdo” usado antes de operar en la escala actual que refleja la evolución del proyecto. La segunda fase, prototipo, consistió en optimizar el proceso de agitación mediante dos reactores de 500 metros cuadrados, cada uno con un sistema diferente, uno de palas “que desaprovechaba energía” y otro llamado Low Energy Actor (LEA), con un motor bajo agua que redujo tres veces el consumo energético del primero.
“La biomasa generada pasa a un proceso de concentración y, después, de digestión anaerobia, en ausencia de oxígeno, que es donde se produce el biogás”, sostiene el cubano. A continuación, el biogás se purifica, de forma económica y sin generar residuos, gracias a una de las patentes que surgió durante el desarrollo llamada ABAD. Antes de usarlo como motor de combustión, hay que eliminar los contaminantes que lleva como son el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono. Según Maikel, “sobre todo hay que quitar el compuesto reducido de azufre y los silosanos, que son tóxicos y corrosivos y terminarían dañando el motor”.
Al final, la cantidad de biogás obtenido “no es mucha” debido a que el 40% generado lo usa el digestor para calentarse a sí mismo. El excedente es el que se introduce en la gasinera instalada en la depuradora, un surtidor de gas natural comprimido que permitió probar si el biocombustible funcionaba.
En el marco del proyecto, tres conductores se dedicaban a recorrer entre 400 y 600 kilómetros al día tanto en carretera como por ciudad. Finalmente, se compararon los resultados con los vehículos de gasolina. “Existía la creencia de que, como procede de aguas residuales, iba a dañar el motor, pero no hay diferencia significativa entre el uso de la gasolina y el biogás”, comenta el responsable, que destaca las ventajas de este compuesto.
Fue en el año 2016 cuando, por primera vez, inyectaron en un coche el primer kilo de biometano producido en una depuradora. La combustión es mucho más limpia y su huella de carbono es inferior a la de los combustibles fósiles, por lo tanto, generan menos contaminación. Además, el consumo es similar a la gasolina o el diésel, dependiendo del modelo y el modo de conducción. Maikel señala la gasinera en la que pueden repostar los vehículos de gas natural, que marca 220 bares -8,40 kilos es equivalente a un litro. “Hace unos tres años se pusieron de moda y las empresas empezaron a vender coches pero ahora el precio del gas natural ha subido, además no hay una amplia disponibilidad de gasineras en la provincia”, comenta.
All Gas tres años después de su fin
Todos los trabajos culminaron en 2019, no obstante, ha dejado una huella positiva en la depuradora de Chiclana. Durante todo el proceso, se construyeron instalaciones que se siguen utilizando en la actualidad. Según afirma Maikel, “se aprovechó el marco del proyecto para mejorar la operación” como la implantación de una tecnología de eliminación de nitrógeno.
Actualmente, el biocombustible producido está destinado “para el uso del propio ayuntamiento, servicios municipales, cambiaron su flota a coches de biometano y repostan aquí”. Aqualia ofrece a sus clientes, generalmente consistorios, esta tecnología, pero no la vende. Aun así, All Gas despertó un gran interés en entidades que buscaban su comercialización.
A su vez, Maikel, desde la cima del digestor, comparte que “actualmente se está valorando la posibilidad de inyectarlo en la red de gas natural”. De hecho, el Ayuntamiento de Chiclana les solicitó hacerlo en caso de haber excedente. “Si llegamos a eso, tendríamos que subir la concentración de metano, a más de 90%, nuestra tecnología tiene 89%”, aclara el responsable de este proyecto mediático que mantiene su llama encendida.
Una tecnología desarrollada por el consorcio con un enorme potencial en Andalucía donde se registran cerca de 3.000 horas de sol al año y terreno para los cultivos de microalgas. “Para tratar mil metros cúbicos al día, equivalente a 5.000 habitantes, necesitamos una hectárea, es decir, un campo de futbol”, explica Maikel.
Tenían un reto, convertir basura en materias primas, volaron alto y consiguieron consolidar el mayor proyecto del planeta para obtener biocombustible a partir de algas. Y sin perjudicar al medio ambiente.
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