Revalorització de fangs d'EDAR i generació de biogàs

Al Grup d’Enginyeria i Simulació de Processos Ambientals – GESPA d’IQS, el Dr. Yeray Asensio Ramírez i el Dr. Daniel Vázquez Vázquez lideren el projecte M-AD-NESS, que té com a objectiu el desenvolupament de digestors anaerobis biolectroquímics, oferint una solució innovadora per a la gestió i revalorització de fangs d’estacions depuradores urbanes i industrials – EDAR, maximitzar la producció de biometà (90-94% contingut en metà) in situ i millora del digestaten les EDARs. El projecte M-AD-NESS és finançat pel Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades – Agencia Estatal de Investigación (ref. PID2023-151826OA-l00), a la convocatòria de Projectes de Generació de Coneixement 2023. Ciències i tecnologies mediambientals. Enginyeria mediambiental.

Davant de la creixent demanada energètica, el metà contingut en el biogàs produït a partir dels tractaments anaerobis en les EDAR emergeix com una possible font d’energia local, a més d’oferir la capacitat de gestionar, i principalment valoritzar, eficientment els creixents volums de residus urbans, en aquest cas els fangs procedents de les EDAR, els quals s’ha de tractar per a la seva conseqüent estabilització i higienització. Actualment, el sistema de tractament convencional dels fangs, mitjançant processos de digestió anaeròbia, resulta ineficient i no garanteix la seva estabilització i higienització per tal de convertir-los en un subproducte de valor afegit, com podrien ser biofertilitzants.

Per altra banda, des del punt de vist energètic, en aquests processos la producció de biogàs està molt limitada, per la baixa eficiència de les tecnologies utilitzades en els tractaments, donant lloc a mescles gasoses que varien de forma aproximada en un 50-65% en contingut de metà (el biocombustible objectiu).

Com a solució a aquesta limitació tecnològica, la comunitat científica ha desenvolupat la denominada digestió anaeròbia DUAL, realitzada en dos digestors anaerobis que funcionen en dos rangs de temperatura concrets. Un primer reactor funcionant a temperatures termofíliques, en les quals la matèria orgànica s’hidrolitza (augmentant la concentració d’àcids grassos volàtils), i un reactor anaerobi que opera a temperatures mesofíliques, en les quals s’afavoreix l’oxidació de la matèria orgànica per a la producció de biogàs. Tot i això, malgrat la millora en el contingut de metà en el biogàs, el rang de concentracions no permet denominar-lo biometà, donat que amb aquesta tecnologia el contingut de CO₂ en el biogàs encara és rellevant (15-20%).

És en aquest context en què el projecte M-AD-NESS d’IQS proposa afegir tecnologies electroquímiques microbianes, o biolectroquímiques, en els processos de digestió anaeròbia dual. La incorporació d’elèctrodes conductors de l’electricitat suposa una eina de millora i eficiència en els processos de tractaments globals, així com un avançament en l’estat de l’art de les tecnologies bioelectroquímiques, des d’un punt de vista de procés integral i seguint els principis d’economia circular.

El sistema que proposa aquest projecte (dos digestors treballant a dues temperatures, amb la incorporació d’elèctrodes conductors de l’electricitat), permetrà aconseguir dos productes d’alt valor afegit, partint del residu urbà que constitueixen els fangs de les EDAR:

• Per una banda, un fang tractat que compleixi la Norma Europea i la Norma U.S. EPA que pugui ser utilitzat com a biofertilitzant, reutilitzant-lo i passant de ser un residu a ser  un producte de valor afegit.
• Per altra banda, un biogàs amb una concentració mínima en metà del 90% (biometano) a baix cost, afavorint, mitjançant estimulació bioelectroquimica, la reducció del CO₂ contingut en el biogàs, convertint-lo en metà (procés de bioelectrometanació).
  

Finalment, i amb l’objectiu de minimitzar l’empremta ambiental i optimitzar les condicions del procés a partir de les dades experimentals obtingudes en ambdós digestors, s’establirà un model predictiu basat en Machine Learning per a optimitzar el rendiment de producció de biometà a partir de les condicions d’alimentació (fangs) i de procés.

El 20 de febrer es va celebrar a l’auditori del Museu de Ciència CosmoCaixa el VII – Water Innovation Day, organitzat pel clúster Catalan Water Partnership – CWP, una jornada destinada a fomentar la transferència de coneixement i valorar les innovacions tecnològiques i de recerca més destacades en l´ús sostenible de l’aigua a Catalunya. En aquesta edició 2025, es va donar veu a 15 projectes relacionats amb aquest camp d’expertesa, sent el projecte M-AD-NESS un dels seleccionats per ser presentats davant del públic assistent. Es van premiar els millors projectes d’R+D escollits els assistents a la jornada, rebent el Dr.Yeray Asensio, IP del projecte M-AD-NESS, el tercer premi d’aquests guardons.