InSiTrate

InSiTrate es una tecnologia desarrollada por Eurecat (antes CTM Centro Tecnológico) en el contexto del programa Life+, en colaboración con las empresas Amphos21 y Catalana de Perforacions. Cataluña tiene una gran parte de las masas de agua subterráneos contaminados por nitratos. En este sentido, este consorcio ha desarrollado una tecnología de eliminación de nitratos in situ basado en la biorremediación.

Los resultados de la planta piloto son prometedores, llegando a porcentajes de eliminación de la concentración de nitratos superiores al 80%. La planta de tratamiento in situ es automática y no genera residuos que deban tratarse o eliminarse posteriormente.

El proyecto InSiTrate no es una acción de gestión propiamente dicha, sino una aplicación tecnológica que requiere de condiciones hidrogeológicas determinadas del acuífero para su correcto desempeño. Sin embargo, su planteamiento de carácter local, bajo coste i alta eficiencia lo convierten en un referente interesante en el tratamiento de las aguas subterráneas

Entidad responsable

Eurecat, Centro Tecnológico de Cataluña promueve, la competitividad de las empresas y el bienestar de la sociedad mediante la investigación aplicada y la innovación.

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Eurecat es el principal centro tecnológico de Cataluña y la segunda organización privada de España en captación de fondos de H2020. Es una entidad especializada en ofrecer servicios I+D aplicada, tecnológicos, formación de alta especialización, consultoría tecnológica y eventos profesionales para empresas de todos los sectores. Ha participado en más de 200 grandes proyectos consorciados de I+D+i nacionales e internacionales de alto valor estratégico y cuenta con 88 patentes y 7 spin-off ¹.

Eurecat desarrolla y optimiza tecnologías y procesos para mejorar la gestión del agua, el suelo y el aire, así como los recursos asociados. Realizan proyectos de investigación, desarrollo e innovación con empresas de todos los sectores para mejorar la sostenibilidad económica, ambiental y social.

Utilizan herramientas avanzadas de modelización y experimentación a diferentes escalas (laboratorio, planta piloto y escala real) para desarrollar y validar nuevas tecnologías y sus aplicaciones. Trabajan con un amplio abanico de tecnologías de tratamiento de contaminantes para limitar su presencia en el medio natural, así como para la recuperación de recursos hídricos y apoyar la transición hacia una economía circular.

La experiencia de la Unidad de Agua, Aire y Suelos, combinada con las capacidades de las diferentes unidades tecnológicas de Eurecat, permite aportar soluciones a problemas complejos y específicos en una amplia gama de sectores: el tratamiento de agua, químico, agroalimentario, farmacéutico o industrias de base y bienes de equipo, entre otros.²

En el sector del agua los principales objetivos son:

• Desarrollo y optimización de: La gestión del agua y los recursos asociados, procesos para la eliminación de compuestos traza y/o recalcitrantes, tratamiento de efluentes y tecnologías de tratamiento in-situ y ex-situ
• Procesos avanzados de separación, tratamiento biológico, oxidación avanzada, electroquímicos y desinfección para el tratamiento de líquidos.
• Identificación y evaluación de oportunidades para mejorar la eficiencia e implementar una economía circular.
• Identificación y desarrollo de procesos para la recirculación y reutilización en cascada en procesos industriales.
• Recuperación de recursos de agua y efluentes líquidos (nutrientes, energía, materias primas).
• Herramientas para la monitorización, predicción y aseguramiento de la calidad en redes de distribución.
• Estudios, modelización y simulación del comportamiento y la movilidad de los contaminantes en suelos y aguas subterráneas.
• Procesos de biorremediación con nanopartículas, atenuación natural monitorizada, barreras permeables reactivas, oxidación química, stripping, etc.
• Valorización de residuos/ subproductos para la mejora de las propiedades fisicoquímicas del suelo.²

Explicación detallada

Las tecnologías convencionales más utilizadas para la remoción de nitratos requieren en primer lugar la extracción del agua para su posterior tratamiento. Las tecnologías ex situ son costosas y pueden generar subproductos no deseados (residuos). El proyecto Life+ InSiTrate muestra la viabilidad de la tecnología in situ fundamentada en el proceso de biorremediación inducida.

Los objetivos de Life+ InSiTrate fueron:

• Demostrar a escala piloto la viabilidad de la tecnología de biorremediación in situ de agua subterránea contaminada con nitratos para la producción de agua potable.
• El desarrollo de una herramienta innovadora de diseño y predicción basada en un modelo matemático que describa el proceso de la biorremediación in situ en cualquier acuífero y ayude al diseño de estrategias de remediación óptimas para otros emplazamientos.
• El estudio de la viabilidad de la tecnología in situ desde el punto de vista técnico, ambiental y económico, y la comparación de esta tecnología con otras existentes usando los mismos indicadores.

Figura 2: Esquema planta piloto de Sant Andreu de Llavaneres. Recuperado de Layman’s Report

• Promover la aceptación social de esta tecnología y fomentar la participación de los interesados y los grupos de trabajo en el desarrollo de la tecnología.
• El estudio de la extrapolación de la tecnología en otros sitios europeos específicos para demostrar su potencial aplicación.

El proceso de biorremediación inducida consiste en la aceleración del proceso natural de desnitrificación por parte de los microorganismos presentes en el acuífero afectado. Los nitratos son transformados en nitrógeno gas mediante una secuencia de reacciones de reducción microbianas. En este caso, la inyección de materia orgánica (ácido acético) en el acuífero induce a la biorremediación.

Para realizar el proyecto y construir la planta piloto se realizó una caracterización hidrogeológica y química del acuífero (InSiTrate, s.f).

La herramienta IST-InSiTrate es un instrumento útil para la toma de decisiones, simula el proceso de remediación bajo las diferentes estrategias de inyección y las características hidrogeológicas para así, poder identificar la configuración optima de las plantas de desnitrificación (InSiTrate,s.f), y facilito el diseño y estrategia de remediación del acuífero, definiendo la configuración y los parámetros de operación de la planta (InSiTrate, 2017).

Descripción de la planta piloto

La planta cuenta con dos pozos de inyección (I1 y I2; Figura 2), un pozo de extracción a una distancia de 30 m de I1 y I2, y tres piezómetros (P1, P2 y P3).

Los resultados del proyecto demuestran la reducción de la concentración de nitratos entre el 80-100% en los pozos de monitoreo y cerca del 30% en los pozos de extracción.

El principal problema fue el bioclogging que se solucionó inyectando la materia orgánica mediante pulsos y realizando limpiezas periódicas.

La proyección social para implementar tecnologías innovadoras fue esencial. Se requirieron planteamientos abiertos y una estrecha colaboración de los grupos de investigación y los grupos sociales de interés implicados generando un enfoque participativo e integrado con el contexto social. El plan de comunicación y la difusión se ha estructurado en una serie de tareas destinadas a informar a la ciudadanía de los objetivos y el desarrollo del proyecto además de facilitar los resultados que se obtengan.

La tecnología a nivel comercial requiere que el sistema se escale, para ello se precisa la instalación de 5 pozos de inyección para crear la zona de reacción donde la desnitrificación será acelerada (I. Jubany et al 2019).