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Emma Company defenderá el 1 de julio una investigación doctoral que demuestra la viabilidad de recuperar fósforo, potasio y nitrógeno mediante procesos de precipitación química y electroquímica para obtener estruvita y K-estruvita.
La recuperación de nutrientes presentes en residuos ganaderos y aguas residuales se perfila como una de las estrategias más prometedoras para impulsar la economía circular y reducir la dependencia de materias primas no renovables en la agricultura. En esta línea, una tesis doctoral desarrollada en el grupo de investigación LEQUIA (Laboratorio de Ingeniería Química y Ambiental) de la Universidad de Girona ha investigado nuevas vías para transformar estos residuos en fertilizantes sostenibles de alto valor añadido.
El próximo 1 de julio, la investigadora Emma Company Masó defenderá la tesis titulada "Towards waste valorisation: phosphorous and potassium resource recovery for fertiliser production", dirigida por el Dr. Jesús Colprim, la Dra. Alba Ceballos-Escalera y el Dr. Albert Magrí. El acto tendrá lugar a las 10:00 horas en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Girona y estará abierto al público.
La agricultura necesita reponer los nutrientes que se extraen del suelo con cada cosecha para mantener su fertilidad. Tradicionalmente, esta reposición se ha realizado mediante fertilizantes minerales obtenidos a partir de recursos no renovables o mediante la aplicación directa de deyecciones ganaderas y lodos de depuradora.
Sin embargo, una gestión inadecuada de estos residuos puede provocar pérdidas de nutrientes por volatilización o lixiviación, contribuyendo a la contaminación de aguas superficiales y subterráneas. Ante este desafío, la tesis plantea soluciones orientadas a la valorización de residuos y la recuperación eficiente de nutrientes.
El trabajo se centra en la recuperación de fósforo (P), potasio (K) y nitrógeno (N) procedentes de purines de cerdo y aguas residuales urbanas para producir estruvita y K-estruvita, fertilizantes de liberación lenta considerados una alternativa sostenible a los fertilizantes convencionales.
La investigación analiza la precipitación química como tecnología de recuperación de nutrientes y explora también la precipitación electroquímica, una alternativa que permite generar las condiciones necesarias para la cristalización sin necesidad de añadir reactivos químicos externos.
Los estudios comenzaron en los laboratorios del LEQUIA y posteriormente se validaron en dos plantas piloto instaladas en condiciones reales de operación: una explotación porcina, Mas Monellots, y la estación depuradora de aguas residuales de Terrassa.
Esta combinación de investigación experimental y validación industrial ha permitido evaluar la viabilidad técnica y operativa de los procesos en entornos reales.
Entre los resultados más destacados de la tesis figura la demostración de la viabilidad de recuperar potasio y fósforo en forma de K-estruvita a partir de purines de cerdo.
Los ensayos realizados permitieron alcanzar hasta un 90 % de recuperación de potasio mediante la adición de fuentes externas de magnesio y fósforo. Asimismo, el uso de tratamientos de acidificación con ácido oxálico sobre los lodos logró eficiencias de solubilización del fosfato cercanas al 75 %.
La investigación también desarrolló sistemas de control electroquímico del pH capaces de favorecer la precipitación de nutrientes sin necesidad de incorporar reactivos químicos, alcanzando tasas de recuperación de fósforo superiores al 90 %.
Además, se optimizó el diseño de los sistemas electroquímicos mediante la integración del control del pH y la cristalización en un único electrocristalizador tubular. Esta mejora permitió incrementar la recuperación de nutrientes hasta 1,62 gramos de materia seca por litro tratado y reducir el consumo energético hasta 0,12 kWh por kilogramo de fósforo recuperado.
Otro de los avances logrados fue el desarrollo de estrategias para evitar la oxidación anódica del cloruro durante los procesos de precipitación electroquímica en corrientes residuales complejas.
Los resultados obtenidos refuerzan el potencial de las tecnologías de recuperación de nutrientes para impulsar la producción de los denominados fertilizantes de segunda generación, productos capaces de aportar nutrientes y microorganismos beneficiosos para el suelo y los cultivos.
La investigación concluye que la valorización de residuos mediante procesos de precipitación química y electroquímica puede contribuir significativamente a reducir la dependencia de recursos minerales, minimizar el impacto ambiental asociado a la gestión de residuos y avanzar hacia modelos agrícolas más sostenibles y circulares.
Con esta tesis, el LEQUIA aporta nuevas evidencias sobre el papel que la recuperación de nutrientes puede desempeñar en la transición hacia una gestión más eficiente de los recursos y una agricultura alineada con los principios de la sostenibilidad.
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