Nuevos materiales de bajo coste a partir de residuos para depurar aguas residuales

Una investigación de la URJC sugiere que estos materiales podrían ser prometedores para el tratamiento de efluentes de carbonización hidrotermal utilizando el hidrochar obtenido del mismo proceso.

Un equipo científico del Grupo de Ingeniería Química y Ambiental de la Universidad Rey Juan Carlos (URJC) ha realizado un estudio, en colaboración con Repsol, basado en técnicas de carbonización hidrotermal de residuos orgánicos.

En la investigación realizada por el Grupo de Ingeniería Química y Ambiental (GIQA) se prepararon materiales carbonosos a partir del sólido obtenido mediante el tratamiento de carbonización hidrotermal (HTC, por sus siglas en inglés, Hydrothermal Carbonization) de residuos orgánicos. Esta técnica es un proceso térmico que implica la conversión de materia orgánica en materiales carbonosos en condiciones de alta temperatura y presión en presencia de agua. Durante el proceso, los compuestos orgánicos presentes en los materiales se descomponen, dando lugar a la formación de un residuo carbonoso, conocido como hidrochar, que tiene propiedades similares al carbón y puede ser utilizado en múltiples aplicaciones.

“Este proceso se considera una opción prometedora para la gestión de residuos orgánicos y la obtención de materiales carbonosos con aplicaciones diversas. Sin embargo, para conseguir una estructura porosa altamente desarrollada en estos materiales, se requiere de procesos de activación físicos y químicos a elevada temperatura”, explica Isabel Pariente, investigadora del grupo GIQA y coautora del artículo publicado en la revista Catalysis Today.

En este trabajo, se empleó un hidrochar proveniente de la carbonización hidrotermal de lodos de digestión anaerobia -proceso por el cual microorganismos descomponen material biodegradable en ausencia de oxígeno- de una planta de tratamiento de aguas residuales.

“Sin embargo, durante los procesos de HTC se genera un efluente acuoso, que es potencialmente tóxico y que hay que tratar adecuadamente”, explica la investigadora de la URJC. Para ello se ha propuesto un proceso de oxidación húmeda catalítica. Durante este proceso, se pueden formar radicales libres, como los radicales hidroxilos, que son altamente reactivos y pueden atacar y degradar eficientemente la materia orgánica presente en los efluentes. “Los catalizadores carbonosos, como los hidrochar pueden mejorar la eficiencia de estos procesos al proporcionar centros activos para la adsorción y la generación de radicales libres. Además, estos catalizadores a menudo son considerados opciones atractivas debido a su sostenibilidad y capacidad para reducir subproductos no deseados”.

Los resultados obtenidos sugieren que estos materiales de bajo coste podrían ser prometedores para el tratamiento de efluentes de HTC utilizando el hidrochar obtenido del mismo tratamiento de residuos, cerrando por tanto el ciclo hacía una economía circular.

Esta investigación forma parte del proyecto UPGRES, que tiene como principal objetivo investigar en la integración de diferentes transformaciones mediante rutas biotecnológicas termoquímicas y catalíticas, incluyendo tecnologías innovadoras, como la producción de microalgas o la carbonización hidrotérmica. Además, para minimizar el impacto medioambiental, el proyecto aborda la descontaminación de los efluentes finales mediante procesos basados en la oxidación.