En el horizonte del 2050, la competitividad de las industrias agroalimentarias dependerá en buena medida de su capacidad para hacer frente a los principales desafíos en materia de sostenibilidad. Los consumidores, más informados gracias a los avances en digitalización y redes sociales, sólo aceptarán empresas responsables que tengan un compromiso firme con el medio ambiente.
De hecho, la escasez de recursos como el agua comienza a ser una de las principales preocupaciones tanto a nivel nacional como internacional. Sobre cuáles son las ventajas de aplicar soluciones circulares, así como las principales innovaciones tecnológicas en reducción, reciclado y reutilización del agua reflexionamos en este artículo.
La industria consume gran cantidad de agua. Después de la agricultura, es la mayor usuaria de agua dulce del mundo. Cerca del 22% del agua se emplea en la industria, en comparación con el 8% que se usa en nuestros hogares. Concretamente, la industria de alimentación y bebidas representa cerca del 2% del consumo de agua total en la Unión Europea. Estos hechos exigen el desarrollo de estrategias que incrementen la eficiencia en el uso del recurso hídrico.
El I+D+i debe proponer soluciones que permitan a las industrias cambiar el modelo lineal de usar y depurar el agua por modelos circulares donde se optimice el uso del agua y se abandone el concepto de aguas residuales, corrientes líquidas que se consideraran recursos valiosos a reciclar y reutilizar. La presencia de estas medidas en las plantas productivas de las industrias agroalimentarias evidenciará que la empresa camina hacia la excelencia.
Soluciones: hacia una Economía Circular del agua
Reducir el uso de agua
Las operaciones de limpieza y desinfección son a menudo las actividades con mayor uso de agua en industrias de alimentación y bebidas. Las elevadas exigencias higiénicas suponen una alta dedicación de recursos como agua y la generación de grandes volúmenes de aguas residuales.
De hecho, según el BREF (en inglés, Best available techniques Reference document), el consumo medio de los procesos de higienización de equipos e instalaciones por ejemplo en las industrias lácteas puede llegar a ser el doble de litros de agua que de leche producida o en las empresas de procesado de pescado puede alcanzar hasta los 16 litros/kg de producto.
Pero, ¿cómo podemos optimizar los procesos de limpieza y desinfección? La incorporación del eco-diseño higiénico puede llegar a reducir entre un 40 y un 50% del uso del agua en instalaciones industriales. Este hecho ha sido demostrado en las plantas industriales de Calidad Pascual (Aranda de Duero, Burgos) o Pescanova (Porriño, Pontevedra) donde se ha desarrollado el proyecto LIFE Ecodhybat. La ejecución de este proyecto ha permitido obtener las evidencias necesarias para que el diseño higiénico esté incluido como MTD en el borrador del último BREF.
Por otra parte, la optimización de las operaciones de limpieza mediante la aplicación de nuevas tecnologías ecoeficientes, como el sistema pigging para el vaciado de tuberías por aire comprimido, maximizan el ahorro de agua, reduciendo significativamente los consumos.
Reciclado de corrientes de proceso
El reciclado de corrientes internas derivadas de los procesos productivos permite el uso del agua como fuente alternativa de agua potable, reduciendo así la necesidad de emplear agua externa de pozo o de red. Este hecho consigue, además de incrementar la eficiencia en el uso del recurso hídrido, minimizar los costes derivados del canon de saneamiento.
Las aguas pueden ser recicladas en la misma etapa del proceso productivo donde se generan, o en otras, y de manera directa o con un acondicionamiento. Tecnologías basadas en procesos oxidativos o separativos son soluciones innovadoras que permiten regenerar el agua hasta la calidad exigida para reuso: fit for use.
Un ejemplo es la solución innovadora desarrollada en el proyecto Eco3wash, un prototipo constituido por un tren de tecnologías basado en procesos de oxidación avanzada, capaz de reciclar cada hora hasta 1.000 litros de agua del lavado de frutas y hortalizas de cooperativas e industrias agrícolas.
Por su parte, los procesos de separación por medio de la utilización de membranas de nanofiltración poliméricas comerciales permiten la recuperación no sólo de agua sino de soluciones cáusticas y ácidas de corrientes CIP (en inglés, Clean in Place) a temperaturas de hasta 70⁰C.
Además, la tecnología de electrodiálisis con membranas bipolares tiene un gran potencial para la valorización de corrientes de salmueras residuales de resinas de intercambio iónico, así como de la industria agroalimentaria (e.g., aceituna o salazón) obteniendo como productos: agua tratada y reciclable, sosa y ácido clorhídrico.
Reutilización de aguas depuradas
La legislación española a través del RD 1620/2007 que establece el régimen jurídico de la reutilización de las aguas depuradas determina las calidades y usos permitidos para el agua regenarada como, por ejemplo, riego de cultivos, baldeos de calles, lavado industrial de vehículos o torres de refrigeración.
La reutilización de agua favorece el objetivo de vertido cero como ocurre en el caso de éxito de la planta de J. García Carrión situada en Andévalo (Huelva), donde se ha alcanzado el consumo neto nulo de agua. El 100% del volumen de agua empleada en el proceso de fabricación del zumo se usa posteriormente para el riego de las 1.500 hectáreas de naranjos que la propia empresa cultiva alrededor de la fábrica. La planta de zumo de J. García Carrión usa 500.000 m3 de agua al año y 5 Hm3 para el riego de su plantación de naranjos.
El 80% del consumo de agua de la planta industrial es empleado en sistemas de limpieza CIP y monousos, mientras que el otro 20% se utiliza para el lavado de la naranja. La aplicación de un sistema de tratamiento multi-etapa que incluye anaerobio de alta carga, MBR (en inglés, membrane bioreactor) y desinfección con hipoclorito ha permitido a la empresa reutilizar la totalidad del agua consumida en fábrica para riego cumpliendo con el RD 1620/2007.
Aprovechamiento de recursos de las aguas residuales
Las aguas residuales contienen recursos aprovechables como el nitrógeno y el fósforo, nutrientes que pueden ser valorizados mediante la aplicación de distintas tecnologías de tratamiento de aguas.
Una de las tecnología maduras es el proceso biológico basado en la combinación sinérgica de microalgas y bacterias, la cual es una alternativa para la depuración de aguas residuales agroalimentarias. Estos sistemas son especialmente ventajosos respecto a los fangos activos debido a la alta recuperación de nutrientes por medio de una biomasa valorizable, así como su balance energético positivo.
Una alternativa a este binomio microalga-bacteria es el acoplamiento del cultivo de lenteja de agua (Lemna) a un tratamiento anaerobio convencional. La Lemna es una planta macrófita de pequeño tamaño y libre flotación que tiene una elevada capacidad de extracción de nutrientes del agua en el que se desarrolla, especialmente nitrógeno y fósforo. Frente a otros microorganismos autótrofos utilizados en depuración, la Lemna cuenta con ventajas como la facilidad para su cosechado y su elevado potencial de producción de biomasa de alto valor añadido. De hecho, la biomasa resultante es una fuente de proteína de alto valor que puede ser valorizada para la producción de piensos y biofertilizantes.
Una última solución innovadora para la recuperación de nutrientes es la que está desarrollando la cervecera Mahou San Miguel en su planta de Alovera (Guadalajara). Esta alternativa, constituida por un tren de tecnología basado en procesos de electrocoagulación y reactores bioelectroquímicos, permite, además de reutilizar el agua y producir energía, reciclar el aluminio residual de las latas como agente floculante en el pretratamiento de electrocoagulación. Los electrodos obtenidos a partir del aluminio recuperado se disuelven y generan sales que permiten la valorización de los nutrientes como fertilizantes.
Conforme se concluye del Seminario Técnico “Economía Circular en la Gestión del Agua de las Empresas Agroalimentarias”, organizado por AINIA Centro Tecnológico, las empresas agroalimentarias deben adoptar los principios de la economía circular en la gestión del agua a través de una visión integral y la incorporación de nuevas tecnologías innovadoras. Si su empresa requiere de soluciones tecnológicas en materia de medio ambiente, energía y agua, póngase en contacto con nosotros.
