13 / junio / 2021 | 12:23 hrs.

La economía circular y el tratamiento de aguas residuales

Dr. Germán Buitrón Méndez

Discutiremos un concepto que está cobrando auge: la economía circular y el uso eficiente de los recursos. La economía circular es un concepto económico que se interrelaciona con la sostenibilidad. Desde su diseño es reparadora y regenerativa. Su objetivo es mantener el valor de los productos, los materiales y los recursos (agua, energía, etc,) durante el mayor tiempo posible, y que se reduzca al mínimo la generación de residuos. Se trata de implementar una nueva economía, circular -no lineal-, basada en el principio de «cerrar el ciclo de vida» de los productos, los servicios, los residuos, los materiales, el agua y la energía.

Con la economía circular se abre una oportunidad para repensar y rediseñar el modo de hacer las cosas. La clave está en distinguir eficiencia de eficacia.

La eco-eficiencia comienza con la suposición de una sola vía, de flujo lineal, de los materiales a través de los sistemas industriales: las materias primas se extraen del medio ambiente, se transforman en productos y, finalmente, se eliminan. En este sistema, las técnicas eco-eficientes sólo buscan minimizar el volumen, la velocidad y la toxicidad del sistema de flujo de materiales; pero son incapaces de alterar su progresión lineal. Algunos de los materiales son reciclados, pero frecuentemente como una solución al “final del tubo”, ya que estos materiales no están diseñados para ser reciclados. En lugar un verdadero reciclaje, en este proceso se producen materiales de menor calidad (downcycling), lo que limita su facilidad de uso y mantiene la dinámica lineal; es decir, una dinámica en el flujo de materiales “de la cuna a la tumba”.

En contraste con el anterior enfoque de minimización, el concepto de eco-eficacia propone que la transformación de los productos y su material asociado fluya de manera que se forme una relación de apoyo a los sistemas ecológicos y el crecimiento económico futuro. El objetivo no es reducir al mínimo el flujo de los materiales “de la cuna a la tumba”, sino generar ciclos para los materiales “de la cuna a la cuna''. De esta manera, los sub-productos o residuos mantienen su condición de recursos y éstos son transformados en materiales nuevos, de mejor calidad o mejores para el medio ambiente (upcycling). Este modelo genera inherentemente una relación sinérgica entre los sistemas ecológicos y económicos, un re-acoplamiento positivo de la relación entre economía y ecología.

El desarrollo de la economía circular debería ayudar a disminuir el uso de los recursos, a reducir la producción de residuos y a limitar el consumo de energía.

Un ejemplo de la aplicación del concepto de la economía circular se encuentra en los nuevos métodos que estamos investigando en nuestro laboratorio para el tratamiento de aguas residuales.

Las aguas residuales contienen contaminantes como materia orgánica y nutrientes (nitrógeno y fósforo) y patógenos, que durante su tratamiento se busca eliminar para sanearlas. El método más ampliamente utilizado en el mundo consiste en un sistema que utiliza microorganismos (bacterias). Un grupo de bacterias consume la materia orgánica y la transforma en bióxido de carbono y más bacterias (lodos residuales). Otro grupo transforma los nutrientes. Para ambos casos se utiliza oxígeno, mediante la introducción del aire a los tanques de reacción. La introducción de aire consume una cantidad muy importante de energía. Además, se generan lodos residuales que frecuentemente se mandan a rellenos sanitarios. En la economía tradicional –lineal- se trata de minimizar el consumo de energía y de minimizar los lodos de desecho.

Por otro lado, cuando se considera el agua residual como materia prima y se procesa en una bio-refinería, en lugar de una planta de tratamiento, las cosas cambian totalmente. En este caso se utilizan también bacterias, pero asociadas a las microalgas. Esta es una asociación benéfica (simbiótica) para ambos microorganismos. Las bacterias, al degradar los contaminantes, generan el bióxido de carbono que necesitan las microalgas para producir oxígeno en presencia de luz solar. A su vez, las microalgas almacenan los nutrientes (nitrógeno y fósforo) de manera que la biomasa generada puede ser utilizada como bio-fertilizante. La biomasa también puede ser transformada en biogás. La bio-refinería produce agua limpia, bio-fertilizantes y/o biogás. Es el caso de una economía circular que no solo busca minimizar los residuos, sino que genera productos de valor agregado.

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