Su invento utiliza millones de fibras huecas y pulsos de aire para evitar obstrucciones, reducir un 75 % el espacio necesario y transformar el tratamiento de aguas residuales.
- 💧 Más del 90 % menos de energía para limpiar las membranas frente a módulos convencionales de placas en la instalación piloto de Konzen.
- 📐 Un 75 % menos de espacio gracias a un sistema compacto que prescinde de grandes decantadores.
- 🦠 Las membranas permiten retener microplásticos, patógenos y bacterias multirresistentes.
- ⚡ El ahorro eléctrico puede alcanzar cientos de miles de euros al año en una depuradora, según su desarrollador.
- 🏭 La tecnología ya se utiliza en aplicaciones industriales y se instalará a gran escala en Wolfsburg-Stahlberg.
- 🌱 El agua resultante no es directamente potable, pero su elevada calidad permite plantear usos como el riego agrícola, reduciendo la presión sobre las reservas de agua dulce.
Las plantas de tratamiento de aguas residuales se enfrentan a un problema difícil de conciliar: cuanto más exigente es la depuración, mayor puede ser el consumo energético y la complejidad de las instalaciones. Una tecnología desarrollada en Alemania intenta romper esa relación mediante unas membranas de fibra hueca capaces de producir agua de gran calidad ocupando mucho menos espacio y reduciendo drásticamente uno de los principales consumos energéticos de estos sistemas.
La innovación ha sido desarrollada por el ingeniero Klaus Vossenkaul, fundador de Membion, y ha sido reconocida con el Premio Alemán de Medio Ambiente 2026 de la Fundación Federal Alemana de Medio Ambiente (DBU). La tecnología ya ha pasado de las pruebas piloto a aplicaciones industriales y será utilizada en la que está llamada a convertirse en la mayor depuradora de Alemania basada en membranas.
El problema de las membranas tradicionales
Los biorreactores de membrana, conocidos como MBR por sus siglas en inglés, no son una tecnología nueva. Combinan el tratamiento biológico de las aguas residuales con una barrera física extremadamente fina que separa el agua tratada del lodo.
En lugar de esperar a que los sólidos sedimenten en grandes depósitos, los módulos de membranas permanecen sumergidos directamente en el reactor biológico. El agua atraviesa sus diminutos poros mientras gran parte de los sólidos y microorganismos quedan retenidos.
El resultado puede ser un efluente de mucha mayor calidad que el obtenido mediante sistemas convencionales. El inconveniente histórico está en mantener esas membranas funcionando.
El lodo tiende a depositarse sobre su superficie y obstruir progresivamente los poros, fenómeno conocido como ensuciamiento o fouling. Para evitarlo es necesario aportar aire y generar suficiente movimiento alrededor de las membranas.
Ese proceso puede consumir una cantidad considerable de electricidad y ha sido precisamente uno de los obstáculos que ha limitado la implantación de los MBR.
Unas fibras de 1,6 metros que flotan como algas
La solución de Membion modifica radicalmente la geometría del sistema.
Sus filtros están formados por fibras huecas de aproximadamente 1,6 metros de longitud. La DBU las compara visualmente con espaguetis huecos: miles de pequeños tubos extremadamente finos agrupados en módulos que permanecen sumergidos en el lodo.
Cada elemento base puede incorporar más de 1.600 fibras, que no permanecen completamente rígidas, sino que pueden moverse dentro de la estructura de manera similar a las algas bajo el agua.
Esta configuración aumenta enormemente la superficie disponible para filtrar agua sin exigir enormes instalaciones.
Pero la parte más interesante está debajo.
Pulsos de aire en lugar de aireación continua
Vossenkaul desarrolló un sistema denominado JetSplash, basado en unos elementos llamados «Geyser» colocados bajo los módulos de membranas.
En vez de mantener permanentemente un elevado flujo de aire para impedir que el lodo se acumule sobre las fibras, el sistema acumula aire y lo libera mediante pulsos intensos.
Cada descarga genera durante unos segundos un fuerte movimiento ascendente del agua y del lodo alrededor de las fibras.
Ese movimiento sacude las membranas, desprende parte de los sólidos acumulados y mantiene abiertos sus poros.
La diferencia parece sencilla, pero afecta directamente a uno de los grandes consumidores eléctricos de un biorreactor de membrana: el aire necesario para mantener limpia la superficie filtrante.
Más del 90 % menos de energía para limpiar las membranas
La tecnología lleva cerca de cinco años siendo evaluada en una instalación piloto situada en Konzen, cerca de Monschau, donde se han comparado módulos convencionales de membrana plana con el sistema desarrollado por Membion.
Según los datos difundidos por la DBU, la solución ha conseguido reducir en más de un 90 % el consumo energético asociado a la limpieza de las membranas.
No significa que toda la depuradora consuma un 90 % menos de electricidad. La cifra se refiere específicamente al consumo necesario para mantener las membranas libres de acumulaciones de lodo, una distinción importante para interpretar correctamente el resultado.
Además, la instalación requiere aproximadamente un 75 % menos de superficie.
Vossenkaul calcula que, dependiendo del tamaño de la planta, el operador puede conseguir un ahorro anual de seis cifras únicamente en electricidad.
Microplásticos y microorganismos quedan retenidos
El ahorro energético sería poco relevante si se consiguiera sacrificando la calidad del agua. La principal ventaja de las membranas es precisamente lo contrario.
Sus diminutos poros permiten separar del agua microplásticos, patógenos y bacterias multirresistentes, entre otros contaminantes particulados y biológicos.
Cuando el sistema se combina con carbón activado, también puede contribuir a retirar residuos de medicamentos y cosméticos.
El agua obtenida no debe confundirse con agua potable: todavía necesitaría tratamientos adicionales para ese uso. Sin embargo, puede alcanzar una calidad adecuada para determinadas aplicaciones de reutilización, entre ellas el riego agrícola, siempre que se cumplan los requisitos sanitarios y ambientales correspondientes.
Reutilizar agua depurada puede adquirir especial importancia en regiones sometidas a sequías recurrentes, porque permite sustituir parte del agua dulce que actualmente se extrae de acuíferos, embalses y otras fuentes.
De una planta piloto a una depuradora con millones de fibras
La tecnología ya ha abandonado el laboratorio.
Membion cuenta con instalaciones industriales, entre ellas aplicaciones para el tratamiento de aguas residuales procedentes del procesamiento de patatas de McCain y de procesos industriales de Collini.
El gran salto llegará con la depuradora de Wolfsburg-Stahlberg, actualmente en construcción.
La instalación utilizará alrededor de 3.000 elementos base. Si cada uno incorpora más de 1.600 fibras huecas, el conjunto supone varios millones de fibras trabajando dentro de los reactores biológicos.
La importancia del proyecto está precisamente en su escala: permitirá comprobar el comportamiento de la tecnología no solamente en una instalación piloto, sino en una gran depuradora municipal.
Europa necesitará eliminar muchos más microcontaminantes
La innovación llega además en un momento especialmente oportuno.
La nueva Directiva (UE) 2024/3019 sobre el tratamiento de las aguas residuales urbanas endurece las exigencias europeas e introduce el tratamiento cuaternario destinado a reducir un amplio espectro de microcontaminantes.
Para las grandes instalaciones que tratan cargas de al menos 150.000 habitantes equivalentes, el calendario establece que deberán cumplir los requisitos de tratamiento cuaternario el 20 % de las plantas afectadas en 2033, el 60 % en 2039 y todas ellas en 2045. También existen objetivos progresivos para determinadas aglomeraciones de menor tamaño situadas en zonas donde los microcontaminantes representan un riesgo.
Por tanto, la necesidad de tecnologías capaces de producir agua de mayor calidad sin disparar el consumo eléctrico será cada vez mayor.
La normativa europea también establece un objetivo de neutralidad energética del sector de tratamiento de aguas residuales urbanas para 2045, lo que refuerza todavía más el interés por reducir consumos como el asociado a la aireación.
Un recurso que todavía se desperdicia
El problema trasciende ampliamente a Europa.
Según los datos recogidos por la DBU, en el mundo se generan alrededor de 360.000 millones de metros cúbicos de aguas residuales, y hasta el 80 % puede terminar en el medio ambiente sin tratamiento adecuado.
Esto convierte las aguas residuales en algo más que un residuo que debe eliminarse. Correctamente tratadas, constituyen una fuente alternativa de agua que puede reutilizarse y ayudar a disminuir las extracciones de recursos hídricos naturales.
La innovación de Vossenkaul no resuelve por sí sola todos los desafíos de la depuración ni elimina todos los contaminantes con una única barrera. Su aportación está en atacar dos de las principales limitaciones de los sistemas de membranas —energía y espacio— sin renunciar a una elevada calidad del efluente.
Si los resultados obtenidos durante años en la planta piloto se reproducen a gran escala en Wolfsburg, el sistema podría ayudar a que una tecnología de depuración hasta ahora relativamente intensiva en energía resulte mucho más competitiva precisamente cuando Europa necesitará plantas capaces de depurar mejor, reutilizar más agua y consumir menos energía.
Vía: Fundación Federal Alemana de Medio Ambiente (DBU)
Más información: membion.com
Deja una respuesta