Mientras que otras compañías han estado trabajando en la transformación de etanol a partir de los residuos sólidos municipales, las aguas residuales han sido una fuente de etanol relativamente poco explotada.
La compañía de etanol celuloso Qteros en Marlborough, Massachusetts, junto a Applied Cleantech (ACT), una compañía de reciclaje con sede en Israel, están combinando sus tecnologías para convertir las aguas residuales en biocombustible de etanol. Según las compañías, el proceso podría producir biocombustible de alta calidad y reducir las facturas mensuales de las plantas de tratamiento de aguas residuales.
Jeff Hausthor, cofundador de Qteros y director de proyecto senior, afirma que el proceso de reciclaje utiliza sólidos procedentes de los tratamientos de aguas residuales como materia primaria—un material por el que las instalaciones a menudo pagan para que sea retirado a los vertederos o usado como fertilizante. “Puesto que esta materia prima tiene un coste negativo, va a hacer que todos los municipios ahorren dinero al mismo tiempo que generan energía a partir de algo de lo que hasta ese momento tenían que deshacerse,” afirma Hausthor.
Las aguas residuales tienen sentido no sólo desde un punto de vista económico sino también desde el punto de vista científico, según señala Jim McMillan, ingeniero bioquímico principal en el Laboratorio Nacional de Energía Renovable y que no está involucrado en el proyecto. Uno de los principales pasos en la producción de etanol celulósico tiene que ver con la descomposición de la materia de la planta y la separación de la celulosa de su caparazón de lignina dura, bien mediante el esquilado mecánico del material o mediante el tratamiento con agresivos productos químicos. Por el contrario, las aguas residuales que llegan de las alcantarillas contienen materia de plantas con alto contenido en celulosa y bajos niveles de lignina.
Hace seis años un grupo de investigadores de Applied Cleantech se dio cuenta del potencial de las aguas residuales como fuente de celulosa alte ativa y diseñaron un sistema para recuperar la celulosa de las plantas de tratamiento de dichas aguas. Al tiempo que el flujo de agua llega al sistema, una serie de filtros separan los sólidos del agua. Unos tanques de suspensión filtran la arena del fango, y la mezcla resultante se seca y se prensa para formar una pasta.
A lo largo del año pasado, Qteros ha estado utilizando esta mezcla como alimento para sus organismos productores de etano, el microbio Q, una bacteria que de forma natural se alimenta de material de plantas y fermenta la celulosa en etanol utilizando sus propias enzimas. Los investigadores descubrieron que el microbio Q producía de 120 a 135 galones de etanol por cada tonelada de mezcla de desechos, en comparación con los 100 galones de etanol por cada tonelada de materias primas convencionales como el rastrojo de maíz.
n“Hemos alcanzado un punto en el que sabemos que a Q le gusta la Recilosa,” afirma Hausthor. “Sabemos qué tratamiento previo hay que darle al material para que esté listo antes de que Q se lo coma, con cuchillo y tenedor, y nos sentimos a gusto con el nivel en el que estamos a nivel técnico.”
McMillan desde NREL afirma que los resultados del grupo son alentadores, aunque advierte que en cualquier planta de tratamiento de aguas residuales se pueden generar organismos similares al microbio Q que quizá estén dispuestos a competir por la celulosa. “Las aguas residuales están llenas de suciedad, plagadas con todo tipo de actividad microbiana,” afirma McMillan. “Puede que hay un trasfondo biológico que acabe compitiendo con el microbio Q, y cualquiera se podría unir a la fiesta, la fiesta del azúcar, generando un montón de cosas que no quieres que se generen.”
Las compañías tienen planes para otorgar licencias de uso de la tecnología a plantas de tratamiento de aguas residuales y municipios. Qteros también acaba de anunciar la localización de una planta piloto de 3,2 millones de dólares en la parte oeste de Massachusetts donde la compañía explorará nuevas formas de dar tratamiento previo a las materias primas para prepararlas antes de que el microbio Q las convierta en etanol. Finalmente, Qteros querría construir una planta con una biorefinería integrada donde la compañía expondría al microbio Q ante una serie de material primas para producir etanol a una mayor escala.
La compañía de biocombustibles Mascoma también está utilizando microorganismos para convertir los desechos en etanol celulósico. Justin van Rooyen, director de desarrollo de negocios en Mascoma, afirma que la asociación entre las aguas residuales y el etanol es muy prometedora.
“A primera vista parece extraña, pero tiene sentido,” afirma van Rooyen. “Hay muchas ventajas asociadas con las instalaciones de tratamiento de aguas residuales. Ya poseen depósitos de residuos allí mismo, y la materia prima se recolecta en un solo lugar. Es un ejemplo muy bueno. Aún está por verse si acaba siendo un negocio rentable."