"NIPARMOX® es una tecnología eficiente en línea con la sostenibilidad de la operativa de ACCIONA"

Pregunta: ¿En qué consiste exactamente la solución NIPARMOX®?

Cristina Hernández (C.H.): La solución NIPARMOX® propone un proceso sencillo y robusto que utiliza organismos autótrofos para la reducción del nitrógeno presente en los escurridos de centrífuga, con concentraciones de hasta 1000 mg N-NH₄/L, proveniente de procesos de digestión anaerobia de fangos. Estos escurridos generalmente se retornan a cabecera, aumentando, hasta en un 20%, la carga nitrogenada a tratar en el reactor biológico. Evitar esta recirculación de nitrógeno y la sobrecarga de los reactores biológicos mediante la eliminación eficiente de este nutriente en la línea de escurridos otorga mayor estabilidad al proceso de depuración y disminuye el consumo energético del mismo hasta en un 25%.

Los dos procesos implicados en la solución NIPARMOX® tienen lugar de forma continua en sendos biorreactores en serie, en los que la biomasa especializada se encuentra soportada en relleno plástico móvil, tal y como se refleja en la Figura 1.

Figura 1.  Esquema del proceso NIPARMOX®

En el primer reactor aireado se lleva a cabo la nitritación de parte del amonio hasta alcanzar una proporción aproximada entre nitrito y amonio de 1,3, para alimentar la etapa siguiente basada en la actividad de microorganismos Anammox (ANaerobic AMMonium OXidation, oxidación anaeróbica del amonio) que emplean el amonio como donante de electrones para reducir el nitrito, formando nitrógeno gas, que se emite a la atmósfera.

Mª del Mar Micó (M.M.): Frente a otras soluciones similares, NIPARMOX® aporta dos características clave que la hacen más robusta. Por un lado, se trata de un proceso continuo, en el que las dos biopelículas crecen por separado en reactores con las condiciones idóneas para explotar el máximo potencial de cada una de ellas. El hecho de que se trate de crecimiento soportado permite prescindir de equipos de separación tales como hidrociclones, a la vez que se minimiza la producción de fangos. Por otro lado, la tecnología incluye un sistema de control avanzado desarrollado por la compañía para mantener constantes las características de las corrientes implicadas, y con ello garantizar la estabilidad del proceso con el mínimo consumo energético asociado. Este sistema de control, así como la monitorización de los parámetros clave, se integra con facilidad en la plataforma CECOA, el Centro de Control del Agua de ACCIONA, donde los últimos avances en la Industria 4.0 se ponen al servicio del proceso para obtener los mejores rendimientos con los menores consumos.

P.- En la mayoría de EDAR, la eliminación de nitrógeno transcurre a través de la vía de nitrificación-desnitrificación, que requiere importantes aportes de oxígeno y materia orgánica. ¿Cómo resuelve esto NIPARMOX®?

C.H.: La eliminación de nitrógeno en las estaciones depuradoras de aguas residuales puede suponer hasta un 30% de su consumo energético y su huella de carbono. Frente a ello, la tecnología NIPARMOX® propone una primera etapa de nitritación parcial que implica tan solo un 38% de la demanda de oxígeno vinculada a la nitrificación total de toda la carga de amonio presente en los escurridos, Figura 2. Esto es debido a que, por un lado, la nitritación supone una demanda de oxígeno un 33% menor que la nitrificación, y por otro, tan solo es necesario nitritar algo menos del 50% del amonio para alcanzar el ratio 1,3 ya mencionado, óptimo para la eficacia de la siguiente etapa anammox.

Figura 2. Infografía del ahorro energético que supone la tecnología NIPARMOX®.

Por otro lado, a diferencia de la desnitrificación convencional, la oxidación anaeróbica del amonio no requiere materia orgánica alguna, sino alcalinidad. Este hecho es una ventaja especialmente interesante en aguas con baja relación C/N, cuyo tratamiento suele requerir el aporte de substancias como metanol o similares para llevar a cabo la desnitrificación, lo que supone un impacto importante en los costes de operación. En el caso de la relación C/N sea correcta, el proceso NIPARMOX® sigue contribuyendo a la reducción de los costes de operación, ya que disminuye la necesidad de recircular internamente licor mezcla hacia las zonas anóxicas para poner en contacto la carga nitrogenada y esa materia orgánica requerida para el proceso de desnitrificación.

P.- La revisión de la Directiva 91/271 sobre el tratamiento de aguas residuales urbanas incluye la petición al sector de alcanzar la neutralidad energética a más tardar en 2040. ¿Cómo se plantea ACCIONA este objetivo en sus proyectos y, en concreto, cómo la solución NIPARMOX® contribuye a ello?

M.M.: Las actividades de ACCIONA siguen una senda baja en carbono, con el objetivo de hacer a la compañía resiliente y sostenible y en línea con el compromiso de reducir en 2030 el 60% de sus emisiones de gases de efecto invernadero, teniendo en cuenta el fuerte impacto que tiene en dichas emisiones el consumo de energía basada en combustibles fósiles. De este modo, en 2022 el negocio del Agua de ACCIONA ha reducido sus emisiones en un 58 % respecto a 2017. Dicha reducción continúa incrementándose gracias al desarrollo y la implementación de tecnologías más eficientes, el aumento de la producción de biogás en las estaciones depuradoras que lo permiten, y a la integración de energías renovables en las instalaciones de tratamiento de agua.

"La empresa dedica el futuro coste de compensación de emisiones a actividades innovadoras presentes enfocadas a la mejora de la eficiencia energética"

Precisamente NIPARMOX® forma parte de este conjunto de tecnologías eficientes que se están implementando en línea con la sostenibilidad de la operativa de la compañía. Evita que los escurridos se retornen a cabecera con todo su contenido en nitrógeno, y consigue su eliminación de una forma más eficiente energéticamente, mediante la aplicación de los procesos de nitrificación parcial y anammox, que reducen las necesidades de aireación y de recirculación interna.

Por otro lado, el Grupo ACCIONA ha creado diferentes mecanismos, como el Fondo de Descarbonización, un fondo para la ejecución de medidas de eficiencia energética que cuenta con un presupuesto económico anual de más de 1 M. €, equivalente al coste de compensar las emisiones de gases de efecto invernadero del Grupo ACCIONA hasta 2030. De esta forma, la empresa dedica el futuro coste de compensación de emisiones a actividades innovadoras presentes enfocadas a la mejora de la eficiencia energética.

P.- Otro de los objetivos de la Comisión Europea es proponer normas más estrictas para mejorar la calidad del agua. ¿Cómo cree que afectará al sector del agua y, en especial, a los proyectos que pueda haber ya en marcha?

C.H.: Unos requerimientos más estrictos beneficiarán al sector del agua a medio-largo plazo, aumentando la percepción ya de por sí positiva que el público en general tiene del mismo, contribuyendo al mantenimiento de la salud humana y del medioambiente, sin renunciar a las aspiraciones de eficiencia energética, sostenibilidad y circularidad que mueven a toda la sociedad actual. Sin embargo, a corto plazo, la nueva normativa obligará a revisar los proyectos que ya están en marcha, quizás forzando a llevar a cabo la reingeniería de ciertos procesos para poder cumplir con esos nuevos requisitos. Esto conllevará más recursos dedicados a revisar los diseños existentes y a rediseñar procesos que cumplan con las normas exigidas.

P.- NIPARMOX® se ha aplicado a escala real en las ISTP de Arabia, así como en la EDAR de Kutahya, situada en la región del Egeo, Turquía. Háblennos del escalado e implantación comercial de la tecnología.

C.H.: El escalado de una tecnología, desde las fases de investigación y desarrollo hasta alcanzar una implementación industrial, parte de los resultados experimentales obtenidos a menor escala, sobre los que se lleva a cabo un estudio posterior de ingeniería de detalle que añade la perspectiva que otorga la experiencia previa de la compañía y sus activos. Un ejemplo de esta sinergia puede observarse en el hecho de que el conocimiento previo de ACCIONA en el diseño de grandes plantas MBBR (Moving Bed Biofilm Reactor o biorreactores de lecho móvil) permitió aportar a la implementación de la tecnología NIPARMOX® la perspectiva de este tipo de sistemas biológicos soportados. Pese a que a nivel de investigación la tecnología se validó en un entorno representativo, la información obtenida provenía de una serie de proyectos con pilotos de tan solo unos pocos metros cúbicos de volumen. Por tanto, resultó imprescindible añadir la visión de las características propias de estos sistemas a escala real para llevar a cabo un escalado exitoso.

M.M.: En el caso de la EDAR de Kutahya, la colaboración entre el departamento de Innovación y el de Ingeniería permitió que, partiendo de las especificaciones del pliego y el proyecto global de las líneas de agua y fangos, se pudiera crear la primera ingeniería de detalle de un proceso NIPARMOX®, aunando la información proveniente del pilotaje y la experiencia ingenieril previa.

P.- En líneas generales, ¿cuáles han sido los resultados principales de su implantación?

M.M.: En la implantación de NIPARMOX® en la EDAR de Kutahya se llevó a cabo el diseño, la construcción y la puesta en marcha del proceso. Para ello, una vez estuvieron en funcionamiento los digestores anaeróbicos, y, por tanto, comenzó la generación sostenida de escurrido, se inició la puesta en marcha de la nitritación parcial, con un aumento gradual del caudal tratado. Con la estabilidad de esta etapa del proceso, pudo arrancarse el reactor anammox. Para acelerar este último paso, se empleó inóculo propio proveniente de reactores anammox enriquecidos para tal propósito. Tras esta puesta en marcha, se efectuó la transferencia al cliente final, que es quien actualmente opera toda la planta, incluyendo la línea de tratamiento de escurridos.

C.H.: Con respecto a la implantación en Arabia Saudí, los primeros resultados se conocerán en breve, tras la puesta en marcha de las citadas depuradoras en 2024. NIPARMOX® está diseñado para disminuir un porcentaje importante de la carga nitrogenada de las corrientes de retorno que tanto afectan al consumo energético de las estaciones depuradoras y que también redundará en mejorar el tratamiento del agua residual en los reactores biológicos por el hecho de evitar sobrecargarlos.

P.- Para finalizar, ACCIONA apuesta por la innovación y la aplicación de últimas tecnologías a través de la iniciativa I’MNOVATION. ¿Cuáles son los objetivos de ACCIONA en materia de innovación referente a las tecnologías aplicadas al agua?

M.M.: La innovación es algo que forma parte de la esencia de la compañía, y de hecho se promueven actividades de innovación en todas las áreas de la empresa. Así, ACCIONA persigue el desarrollo de tecnologías innovadoras que aumenten la eficiencia energética de los procesos de tratamiento de agua, disminuyendo su huella hídrica y de carbono, manteniendo la máxima calidad, y trabajando por alcanzar el máximo grado de circularidad en todos los ámbitos del ciclo del agua.

La iniciativa I’MNOVATION se constituye en el eje de la innovación y la creatividad en la compañía, promoviendo y facilitando un entorno de cocreación entre los distintos negocios de ACCIONA y el ecosistema emprendedor. De este modo, la innovación en la línea de Agua tiene una vertiente interna en la que el Departamento de Innovación tiene un peso específico importante. Se trata de un departamento especializado, que cuenta con personal altamente cualificado, un centro tecnológico de vanguardia, y numerosas plantas de demostración en distintos puntos de la geografía nacional e internacional. Trabaja en estrecha colaboración con otros departamentos, recogiendo sus necesidades y promoviendo iniciativas innovadoras que las resuelvan, validando a escala real las tecnologías en desarrollo en las plantas que opera la compañía, y ayudando a identificar y promover toda la innovación interna que se lleva a cabo en las distintas áreas. Por otro lado, y en paralelo, también se impulsa la innovación abierta, buscando el talento más allá de los límites de la compañía, contando con el mejor talento para desarrollar tecnologías innovadoras y ayudar a transformar el negocio de Agua de ACCIONA y de sus clientes.