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Usar aguas residuales como fertilizante

Usar aguas residuales como fertilizante
El fertilizante de estruvita recuperado de las aguas residuales es un producto de alta calidad que libera nutrientes lentamente al suelo. © Fraunhofer IGB

Los lodos de depuradora, las aguas residuales y el estiércol líquido son valiosas fuentes de fertilizantes para la producción de alimentos. 

Los investigadores de Fraunhofer han desarrollado un proceso ecológico y libre de químicos que permite convertir las sales recuperadas directamente en alimentos orgánicos para plantas de cultivo.


por Fraunhofer-Gesellschaft


El fósforo es un elemento vital no solo para las plantas sino también para todos los organismos vivos . Sin embargo, en los últimos tiempos, los agricultores se han enfrentado a una creciente escasez de este mineral esencial, y el precio de los fertilizantes a base de fosfato ha aumentado constantemente. Por tanto, es hora de empezar a buscar alternativas. Esta no es una tarea fácil, porque el fósforo no puede ser reemplazado por ninguna otra sustancia. Pero investigadores del Instituto Fraunhofer de Ingeniería Interfacial y Biotecnología IGB en Stuttgart han encontrado una solución que hace uso de los recursos disponibles localmente que, por improbable que parezca, se encuentran en abundancia en las aguas residuales de las plantas de tratamiento de aguas residuales.y en los residuos de fermentación de las plantas de biogás: un ejemplo perfecto del viejo refrán “del lodo a la riqueza”. El nuevo proceso fue desarrollado por un equipo de científicos liderado por Jennifer Bilbao, quien dirige el grupo de investigación en gestión de nutrientes en el IGB. “Nuestro proceso precipita los nutrientes en una forma que permite que se apliquen directamente como fertilizante”, explica.

Planta piloto móvil para pruebas de campo

La principal característica del proceso patentado, que actualmente se está probando en una planta piloto móvil, es un proceso electroquímico que precipita fosfato de magnesio-amonio, también conocido como estruvita, mediante electrólisis a partir de una solución que contiene nitrógeno y fósforo. La estruvita se precipita del agua de proceso en forma de pequeños cristales que se pueden utilizar directamente como fertilizante, sin ningún procesamiento adicional. El aspecto innovador de este método es que, a diferencia de los procesos convencionales, no requiere la adición de sales o bases sintéticas. Bilbao: “Es un proceso totalmente libre de químicos”.

La celda electrolítica de 2 metros de altura que forma la pieza central de la instalación de prueba y a través de la cual se dirigen las aguas residuales contiene un ánodo de magnesio sacrificatorio y un cátodo metálico. El proceso electrolítico divide las moléculas de agua en iones hidroxilo cargados negativamente en el cátodo. En el ánodo tiene lugar una oxidación: los iones de magnesio migran a través del agua y reaccionan con las moléculas de fosfato y amonio en la solución para formar estruvita.

Proceso sin productos químicos que ahorra energía

Debido a que los iones de magnesio en el agua de proceso son altamente reactivos, este método requiere muy poca energía. Por tanto, el proceso electroquímico consume menos electricidad que los métodos convencionales. Para todos los tipos de aguas residuales probados hasta ahora, la potencia necesaria nunca superó el valor extremadamente bajo de 70 vatios-hora por metro cúbico. Además, las pruebas de larga duración realizadas por los investigadores del IGB demostraron que la concentración de fósforo en el reactor de la planta piloto se redujo en un 99,7 por ciento a menos de 2 miligramos por litro. Esto es más bajo que la concentración máxima permitida por la Ordenanza Alemana de Aguas Residuales (AbwV) para plantas de tratamiento.atendiendo comunidades de hasta 100.000 habitantes. “Esto significa que los operadores de dichas plantas podrían generar ingresos adicionales de la producción de fertilizantes como actividad complementaria al tratamiento de aguas residuales”, dice Bilbao, citando esto como una ventaja decisiva. La estruvita es un producto atractivo para los agricultores porque se valora como un fertilizante de liberación lenta de alta calidad. Los experimentos llevados a cabo por los investigadores de Fraunhofer han confirmado su eficacia a este respecto: los rendimientos de los cultivos y la absorción de nutrientes por las plantas en crecimiento fueron hasta cuatro veces mayores con estruvita que con fertilizantes minerales disponibles comercialmente .

Los científicos tienen la intención de pasar los próximos meses probando la planta piloto móvil en una variedad de plantas de tratamiento de aguas residuales antes de comenzar a comercializar el proceso en colaboración con socios industriales a principios del próximo año. “Nuestro proceso también es apto para aguas residuales de la industria alimentaria y de la producción de biogás a partir de residuos agrícolas”, añade Bilbao. El único requisito previo es que el agua de proceso sea rica en amonio y fosfatos.


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