Wastewater Fuels ha desarrollado una innovación única para aprovechar la energía contenida en las aguas residuales. El sistema utiliza varillas de malla de acero inoxidable que, al ser sumergidas en las aguas residuales, descomponen el material orgánico en iones de hidrógeno, los cuales se convierten en gas hidrógeno y se almacenan en las propias varillas. Tras varias pruebas exitosas, Wastewater Fuels se está preparando para la producción de una planta de tratamiento de aguas residuales a gran escala que se implementará en RAF Digby.
Aprovechando el potencial energético de las aguas residuales
De los desagües a los beneficios: La importancia del tratamiento de aguas residuales
El tratamiento de aguas residuales es crucial para proteger el medio ambiente y garantizar la salud de humanos y animales. Si no se tratan adecuadamente, las aguas residuales pueden contaminar fuentes de agua, dañar ecosistemas y causar enfermedades graves. A nivel global, alrededor del 80% de las aguas residuales no reciben un tratamiento adecuado. Los métodos tradicionales de tratamiento, como la filtración mecánica o la sedimentación física, aunque eficaces, suelen ser costosos y requieren una gran cantidad de energía, especialmente en entornos remotos o desafiantes.
Solo en el Reino Unido, entre el 2% y el 3% de la energía de la Red Nacional se destina al tratamiento de aguas residuales. Esto requiere la operación de unas 9.000 plantas de tratamiento en todo el país, lo que representa un consumo energético considerable.
Si existiera un método para tratar las aguas residuales y al mismo tiempo utilizarlas como fuente de combustible, tendría un potencial transformador como una nueva fuente de energía. Este nuevo enfoque podría permitir que el tratamiento de aguas residuales produzca más energía de la que consume.
Presentando Wastewater Fuels: Innovación para ahorrar energía en plantas de tratamiento
Wastewater Fuels, una pequeña empresa con sede en Warwickshire, ha desarrollado una innovación única para aprovechar la energía de las aguas residuales, utilizando prácticas ecológicas y sistemas de economía circular que capturan energía en forma de hidrógeno.
La empresa presentó por primera vez su idea en la convocatoria abierta de DASA en 2021, bajo el nombre de Célula de Electrólisis Microbiana (MEC). Esta tecnología funciona al sumergir numerosas varillas de malla de acero inoxidable en aguas residuales, que son tratadas por microbios que consumen el material orgánico presente. Este material orgánico se transforma en iones de hidrógeno, que luego se convierten en gas hidrógeno y se almacenan en el núcleo de la varilla.
¿Cómo funcionan las Células de Electrólisis Microbiana?
- Un conjunto de varillas se sumerge en aguas residuales.
- Microbios beneficiosos colonizan el exterior de la varilla.
- El material orgánico consumido por los microbios se convierte en iones de hidrógeno.
- Los iones de hidrógeno se difunden hacia el núcleo de la varilla.
- Dentro del núcleo, los iones se convierten en gas hidrógeno.
- El gas se recoge en un colector situado sobre la varilla, listo para su uso.
Economía circular y beneficios para la defensa
Esta tecnología no solo apoya el compromiso del gobierno del Reino Unido de alcanzar emisiones netas cero de gases de efecto invernadero para 2050 y de reducir las emisiones en un 78% para 2035, sino que también respalda el deseo del Ministerio de Defensa de incorporar más principios de economía circular en sus operaciones.
El sistema innovador de Wastewater Fuels requiere menos espacio, mantenimiento y equipo en comparación con los activos de tratamiento de aguas residuales actuales. Las MEC no tienen partes móviles, lo que significa menos desgaste, una menor necesidad de reemplazo de componentes y un mantenimiento más sencillo. Esto las convierte en una opción ideal para su despliegue en lugares con necesidades urgentes de tratamiento de aguas, como entornos austeros y en primera línea, o donde la energía circular sea esencial.
Ventajas clave:
- Purificación del flujo de desechos que contiene material orgánico.
- Reducción drástica de la energía requerida para procesar aguas residuales.
- Eliminación de la contaminación a medida que las aguas residuales pasan a través del reactor MEC, convirtiendo los desechos en energía de hidrógeno.
- Pocas partes móviles y bajo mantenimiento.
- Las varillas individuales en un sistema de tratamiento pueden ser reparadas y reemplazadas según sea necesario, lo que significa que el sistema no necesita ser retirado del servicio para reparaciones.
- La energía almacenada puede ser utilizada en el sitio, almacenada, comprimida, distribuida o incluso utilizada en vehículos.
- También puede ser utilizada en numerosas aplicaciones civiles, además del tratamiento de aguas residuales, como el tratamiento de desechos de alimentos, desechos orgánicos agrícolas y desechos industriales de la elaboración de cerveza.
Camino hacia el progreso
Wastewater Fuels ha tenido un comienzo rápido e impresionante en los últimos años. Inicialmente establecida por Daniel Carlotta-Jones (Ingeniero Jefe), Martyn Lathbury (CEO) y James Stratford (CTO) y operando desde un garaje, la organización ha crecido rápidamente, apoyando ahora a un equipo de 18 empleados y mostrando una expansión continua.
El equipo se encontró con varios obstáculos durante la fase de desarrollo del sistema, como garantizar que las MEC fueran capaces de capturar el hidrógeno en lugar de perderlo. Aprovechando el enfoque de trabajo adaptable de DASA, centrado en la innovación y la flexibilidad, Wastewater Fuels logró superar estos desafíos, mejorando y refinando el sistema con una sofisticación creciente.
Wastewater Fuels está colaborando con Severn Trent Water, que ha proporcionado acceso a diferentes secciones de sus instalaciones de tratamiento de aguas residuales en Spernal para probar los activos innovadores de tratamiento de aguas. Las pruebas iniciales exitosas indican que la planta de tratamiento de aguas residuales MEC de Wastewater Fuels será autosuficiente con una capacidad sustancial de generación de hidrógeno para compresión, almacenamiento y distribución, y/o para generar electricidad al alimentar el hidrógeno en celdas de combustible.
El Ayuntamiento de Coventry ha respaldado aún más la iniciativa al proporcionar fondos adicionales. Este respaldo ha permitido a Wastewater Fuels mantener su sede en Coventry, cerca de sus proveedores locales, reduciendo los costos de la cadena de suministro y fomentando una mejor colaboración. Este enfoque ha ayudado a mejorar la producción de sus innovadoras varillas MEC, en preparación para la producción de una planta de tratamiento de aguas residuales a gran escala que se implementará en RAF Digby, en la instalación actual de tratamiento de aguas residuales, gestionada por Severn Trent Services y en colaboración con Defence Support (Def SP) Futures R&E y jHub.
Vía www.gov.uk
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