Cerco a los antibióticos en purines

Son soluciones antes impensables que revolucionan el sector agrario. Fórmulas que hacen más eficiente y ecológica la ganadería. Una de ellas es depurar purines con microalgas y convertir los residuos obtenidos en biofertilizantes, piensos, biocombustibles y otros productos valiosos de fraccionamiento de la biomasa. Un paso hacia adelante que, además, resuelve uno de los mayores problemas que generan estos residuos por sus altas concentraciones de nitrógeno y fósforo, transformándolos en una materia prima valiosa. Un trabajo destacado que ahora se completará con un proyecto nacional coordinado por la investigadora del grupo de Tecnología Ambiental de la Universidad de Valladolid (UVA) Silvia Bolado en el marco del recientemente aprobado Instituto de Procesos Sostenibles.

Purasol –así se llama– estudiará a lo largo de tres años la presencia de compuestos emergentes y metales pesados en el tratamiento biológico en fotobiorreactores de aguas residuales. Y lo hará, por un lado, para obtener agua con calidad suficiente para su uso en riego y, por otro, para lograr productos seguros y fiables desde el punto de vista medioambiental y sanitario. Su idea es analizar el efecto que tienen los antibióticos, las hormonas, los esteroides y los metales pesados en la futura valorización. Para ello va a poner la lupa en cómo afecta la composición de los purines a las poblaciones de algas y bacterias que crecen en los sistemas de tratamiento para poder adaptar las condiciones del proceso a la época del año y a la situación de los animales.

«La ganadería constituye un sector económico y social de gran relevancia en nuestro país, y la generación de purines está inherentemente ligada a dicha actividad. La transformación de este residuo, que genera un grave problema medioambiental, en un recurso renovable de gran potencial económico, supone un reto importante en nuestro entorno europeo, dada nuestra necesidad de incorporar componentes básicos y la escasez de recursos naturales», expone.

Este equipo, en el que también participan miembros del grupo de Química Analítica, Medio Ambiente y Quimiometría de la Universidad de Valladolid (UVA) y del departamento de Ingeniería Química de la Universidad de Almería (UAL), pretende resolver aquellos aspectos que han resultado claves para el diseño, desarrollo, optimización y control de los procesos de tratamiento y valorización de los purines con microalgas. Por tanto, se abordará el estudio de las poblaciones de microalgas y bacterias que componen la biomasa algal. Otro aspecto importante que buscará será aumentar la recuperación de agua, reduciendo la evaporación, a través de biorreactores de capa final total o parcialmente cubiertos.

Bolado incide en que otro asunto importante, y apenas estudiado, es la distribución de contaminantes emergentes y metales pesados presentes en los purines, entre el agua tratada y la biomasa algal generada. «La presencia de estos contaminantes, además de suponer un riesgo sanitario y ambiental, afecta a la microbiología de los sistemas, a la capacidad de tratamiento y a las alternativas y procesos de valorización».

Con toda la información recogida, su intención es diseñar modelos predictivos del funcionamiento de los fotobiorreactores en función de las condiciones de operación y ambientales. Comenta que se optimizarán procedimientos para la valorización secuencial de las fracciones proteica y lipídica de la biomasa de las algas generada, obteniendo proteínas de aplicación en la industria y aditivos para la alimentación animal. En función de la composición de los subproductos de estas extracciones, se diseñarán procesos para su salida al mercado en forma de alcoholes, plásticos, poliésteres o fertilizantes.

El grupo vallisoletano se encargará de desarrollar y optimizar procesos sostenibles para la valorización secuencial de las fracciones de biomasa algal obtenida en las plantas de tratamiento de purines. Su principal cometido es estudiar la influencia de las condiciones de operación en las poblaciones de microalgas y bacterias que la constituyen, a la vez que consideran el efecto de contaminantes y metales. «El proyecto contribuye así a la optimización de un proceso global de valorización de purines, empleando microalgas, que permita obtener agua con calidad suficiente para uso de riego y recuperar sus nutrientes en forma de diferentes bioproductos y bioenergía», resume Silvia Bolado.

En esta línea, explica que los purines son «residuos muy abundantes y difíciles de gestionar», que contienen elevadas cantidades de materia orgánica y de nutrientes, que le convierten en una materia prima «de gran potencial bioeconómico». De ahí, dice que el tratamiento de estas aguas empleando microalgas y bacterias resulta «una herramienta eficaz» para su depuración, pero permite, además, retener y acumular sus componentes, posibilitando su valorización mediante la obtención de productos de interés comercial.

El proyecto va a dar respuesta a tres retos: el efecto de contaminantes emergentes y metales pesados, el desarrollo de procesos secuenciales de valoración fraccionada de la biomasa y la influencia de la variación de las poblaciones de algas y bacterias de la biomasa algal. Respecto al primer punto, insiste en que la presencia de contaminantes en aguas tratadas puede suponer «un riesgo ambiental y sanitario importante», pero su retención condiciona las poblaciones, composición y características de la biomasa y, por tanto, los procesos de valorización y la calidad de los productos obtenidos.

La programación de los ensayos se realizará aplicando diseños experimentales que permitan el empleo de herramientas avanzadas para su análisis e interpretación. Por último, se llevará a cabo un análisis técnico-económico ambiental de los procesos desarrollados para evaluar su viabilidad y sostenibilidad. Todo se realizará gracias a la financiación del Ministerio de Economía, Industria y Competitividad.