Innovadora técnica de separación de orina revoluciona el tratamiento de aguas residuales

En los últimos años, el tratamiento de aguas residuales ha experimentado un cambio paradigmático que transforma lo que tradicionalmente se veía como un simple proceso de eliminación de desechos en una valiosa oportunidad para recuperar recursos. En este contexto, la separación de orina, una innovación que se había quedado atrás, ha resurgido como una solución clave para crear sistemas de tratamiento más circulares y sostenibles.

Como menciona New Scientist, desde el agua potable hasta nutrientes esenciales y materiales biodegradables, cada parte de las aguas residuales puede ser reutilizada, contribuyendo a una economía más verde y eficiente.

La separación de orina: un concepto olvidado que regresa con fuerza

Hace años, en un artículo de New Scientist, se hablaba de una innovadora tecnología: las “toiletas de separación de orina”. Este concepto se basa en la idea de recolectar la orina de forma separada en los inodoros, en lugar de mezclarla con el agua de la descarga tradicional.

Este proceso ahorra grandes cantidades de agua potable y energía en el tratamiento posterior. Aunque el enfoque, conocido como “pee-cycling”, no logró despegar en su momento, un reciente artículo en Nature Sustainability confirma que la separación de orina sigue siendo una técnica viable y continúa ganando interés como una solución clave en la gestión de aguas residuales.

El modelo tradicional de tratamiento de aguas residuales y sus limitaciones

Durante años, el tratamiento de aguas residuales se ha centrado principalmente en la eliminación de contaminantes para garantizar la calidad del agua y proteger el medio ambiente. Sin embargo, este modelo tradicional resulta extremadamente ineficiente en términos de aprovechamiento de los recursos.

A través de la depuración, el agua residual se transforma en agua potable, pero los compuestos orgánicos y nutrientes como el nitrógeno y el fósforo simplemente se liberan al ambiente o se almacenan como lodo, sin aprovechar su potencial como recursos reutilizables.

Un cambio de paradigma hacia la circularidad

La clave del futuro del tratamiento de aguas residuales reside en un cambio radical de enfoque: en lugar de ver las aguas residuales como un desecho, se están considerando como una fuente de valiosos productos. Este nuevo modelo busca circularizar el sistema de tratamiento, de modo que cada componente, desde el agua hasta los nutrientes y materiales, sea reutilizado.

Las plantas de tratamiento, en lugar de ser simples instalaciones de eliminación de desechos, se están transformando en fábricas químicas que recuperan recursos útiles y reducen el impacto ambiental.

Recuperación de agua, energía y nutrientes

Los tres pilares fundamentales en este proceso de reciclaje de aguas residuales son el agua, la energía y los nutrientes:

1. El agua: El tratamiento tradicional de aguas residuales ya es bastante eficiente en la conversión de agua sucia en agua potable. Sin embargo, en muchas partes del mundo, mejorar esta tecnología puede proporcionar una fuente adicional de agua limpia, crucial en áreas con escasez.
2. La energía: Un 11% de las plantas de tratamiento en Europa utiliza un proceso de digestión microbiana para convertir la materia orgánica en biogás, una mezcla de metano y dióxido de carbono. Este biogás se puede utilizar para generar electricidad y calor, cubriendo una parte significativa de las necesidades energéticas de la propia planta de tratamiento.
3. Los nutrientes: El nitrógeno y el fósforo son dos de los nutrientes más difíciles de recuperar, pero su extracción se ha vuelto cada vez más posible. En muchos casos, se estima que entre el 25% y el 30% de los fósforo utilizado en fertilizantes termina en las aguas residuales. Recuperar estos nutrientes podría reducir considerablemente la necesidad de roca fosfática, un recurso limitado que podría agotarse en las próximas décadas.

Recursos valiosos más allá del agua y los nutrientes

Si bien el agua, la energía y los nutrientes son los elementos más accesibles para la recuperación, las aguas residuales también contienen materiales de gran valor que hasta ahora se desechaban sin aprovechar.

1. Celulosa: Aproximadamente el 35% de la materia sólida en las aguas residuales proviene del papel higiénico, especialmente celulosa. En lugar de ser desechada en vertederos o incinerada, algunas plantas de tratamiento han comenzado a recuperar esta celulosa, limpiarla y venderla a la industria de la construcción. Este mercado, que actualmente tiene un valor de más de 17 mil millones de dólares, se prevé que se duplicará en los próximos años.
2. Materiales plásticos biodegradables: Durante el tratamiento de aguas residuales, también se generan materiales plásticos biodegradables como los polihidroxialcanoatos (PHAs) y las sustancias poliméricas extracelulares (EPSs), que pueden sustituir a plásticos no biodegradables en productos como fertilizantes y recubrimientos de semillas. Estos materiales no solo tienen un alto valor en el mercado, sino que también contribuyen a la reducción del uso de plásticos tradicionales, ofreciendo una alternativa más sostenible.

El caso de la separación de orina: una propuesta esencial

A pesar de la complejidad de extraer nutrientes de las aguas residuales, la separación de orina emerge como una estrategia clave en este proceso. La orina representa el 80% del nitrógeno y el 40% del fósforo en las aguas residuales, pero debido a que la orina se mezcla con grandes cantidades de agua en el sistema de alcantarillado, estos nutrientes son difíciles de recuperar.

La separación de orina permitiría no solo concentrar estos nutrientes para su recuperación, sino también evitar que se diluyan en el sistema de tratamiento, lo que haría su extracción mucho más eficiente.

Hacia un futuro más sostenible

El tratamiento de aguas residuales está evolucionando rápidamente de ser una simple gestión de desechos a una estrategia clave para la recuperación de recursos esenciales. Desde la recuperación de nutrientes hasta la creación de materiales biodegradables, las aguas residuales tienen el potencial de convertirse en una fuente de productos valiosos.

La separación de orina es solo una de las innovaciones que están permitiendo transformar este sector y reducir el impacto ambiental asociado al tratamiento de aguas residuales. Al adoptar estos enfoques más circulares, podemos no solo mejorar la sostenibilidad del tratamiento de aguas residuales, sino también contribuir a un futuro más eficiente y respetuoso con el medio ambiente.