“LAS BIOFACTORÍAS”

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UNIVERSIDAD DE LA SERENA

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTSAMENTO DE INGENIERIA CIVIL

“LAS BIOFACTORÍAS”

Nombre: Camila Araya Zavala

Carrera: Ingeniería Civil (2504)

Profesor: Alan Olivares Gallardo

Resumen

En este resumen ejecutivo se presentará el análisis de la Biofactorías “Gran Santiago” que se está realizando en las plantas de tratamiento de aguas servidas “La Farfana”, “Mapocho-Trebal” y “Rutal” ubicadas en la Región Metropolitana de Chile.

Se van a presentar los antecedentes de las plantas de tratamiento de aguas servidas “La Farfana”, “Mapocho-Trebal” y “Rutal”, datos cuantitativos y el funcionamiento general de estas biofactorías, junto con otros ejemplos e información sobre recientes investigaciones sobre el tema.

Con este resumen ejecutivo se espera dar a conocer de manera sencilla qué son las biofactorias, cómo funcionan, la importancia de éstas y el impacto que generan en nuestra sociedad.

¿Qué son las biofactorías?

Son la transformación de las Plantas de Tratamiento de Aguas Servidas en centros de recuperación y reutilización de residuos para la producción de diversos recursos, tales como energía térmica, eléctrica, combustible y fertilizantes, que se origina a partir de la necesidad de incorporar el modelo de economía circular en la gestión del ciclo del agua, bajo los principios de las industria 4.0 que propone el uso intensivo de internet, las tecnologías más avanzadas en los procesos, junto con su digitalización y automatización, para lograr plantas industriales autosuficientes energéticamente, respetuosas con el medio ambiente, y con la capacidad de valorizar sus residuos.

¿En qué se basa el modelo de las biofactorías?

Principalmente en 6 ejes:

• Agua: se trata el total de las aguas residuales transformándolas en aguas aptas para regadío, industrias y recargas de acuíferos, favoreciendo así su viaje por los cauces fluviales, e incluso puede en un futuro llegar a ser agua potable de nuevo.
• Energía: generan energía desde fuentes renovables para el consumo y funcionamiento de éstas y para la comunidad, tales como: biogás y electricidad, de manera que son autosuficientes energéticamente y durante sus procesos reducen emisiones de CO2 y otros gases invernaderos.
• Biosólidos: transforman los residuos como el lodo en fertilizantes para usos agrícolas y avanzan hacia una recuperación más selectiva de nutrientes como Nitrógeno, Fósforo, Azufre y otros compuestos como Ácidos Húmicos.
• Aire: se responsabilizan de sus emisiones, ya que sus sistemas de desodorización neutralizan los olores emitidos y reducen las emisiones de gases, además, mediante la reforestación vegetal ayudan a minimizar el impacto ambiental.
• Biodiversidad: debido a la mejora en el tratamiento de las aguas servidas y la creación de diversos proyectos como lagunas se logra conservar y favorecer la sobrevivencia de la flora y fauna, incluso de especies endémicas.

• Valor compartido: se impulsa el emprendimiento y la investigación de la biotecnología punta y sus procesos. Se generan puestos de trabajo para comunidades vecinas y se quiere incorporar residuos procedentes de otras industrias, todo con el objetivo de un beneficio mutuo.

La Biofactoría “Gran Santiago”

Esta biofactoría está compuesta por las plantas de tratamiento de aguas servidas “La Farfana”, “Mapocho-Trebal” y el “Rutal”, todas propiedades de la compañía “Aguas Andinas” (perteneciente al Grupo SUEZ), la mayor empresa de aguas residuales en Chile. Esta Biofactoría es la primera de la industria sanitaria del mundo, lo que convierte a Chile en pionero y un referente para dar paso a la transformación de otras plantas a biofactorías en otros países. [pic 3]

Imagen 1. Biofactoría “El Gran Santiago”.

Con el funcionamiento de esta biofactoría y una serie de otras 10 plantas pequeñas, Aguas Andinas trata el 100% de las aguas residuales de Santiago, logro no menor y relativamente nuevo, ya que hace 20 años en el país menos del 3% de estas aguas eran tratadas.

El impacto que han tenido ha sido super importante y beneficioso para la región, tanto para sus comunidades vecinas, como para la flora y fauna de los ecosistemas cercanos. Esto se puede apreciar en la generación de empleos asociados a las biofactorías, en la mayor producción de aguas aptas para uso industrial, agrícola, urbano y ambiental, en la producción de diversas energías como combustible, electricidad, energía térmica y gas, siendo autosuficiente e incluso generando excedentes utilizables por la comunidad, mayor producción a menor coste de fertilizante para el sector agrícola, todo lo anterior se ve reflejado en la salud humana, seguridad hídrica, economía e impacto ambiental.

¿Cómo funcionan?

Las plantas de tratamiento de aguas servidas utilizan la tecnología de “Lodos Activados Convencionales” en conjunto con “Hidrólisis Térmica de Lodos” y “Digestión Anaeróbica Mesofílica Convencional”. En esta se consideran dos grandes líneas de proceso: una línea de tratamiento de aguas y otra línea de tratamiento de lodos. A continuación, se hace un breve resumen de los procesos de las biofactorías:

Línea de Aguas: está compuesta por 4 procesos.

• Tratamiento preliminar: su objetivo es filtrar los elementos sólidos para no dañar los procesos de las plantas ubicados aguas abajo y está compuesto por las siguientes instalaciones: obra de toma, rejas, tanque desarenador y sistema desengrasador.
• Tratamiento primario: el agua entra a una cámara de distribución para repartir proporcionalmente el caudal hacia las plantas. Las aguas servidas son sometidas a un proceso de decantación gravitacional para remover parte de la concentración de los sólidos suspendidos.
• Tratamiento secundario: se realiza la remoción de la carga orgánica a los niveles requeridos por la normativa vigente, mediante el tratamiento biológico. Esto se lleva a cabo a través del proceso de lodos activados convencionales, donde se separa el material suspendido de la fase líquida, generando un lodo secundario.
• Desinfección y efluente: el efluente de los clarificadores secundarios es desinfectado con cloro gaseoso, luego se pasa a estanques de contacto.

Línea de lodos: contempla las siguientes etapas:

• Acondicionamiento de lodos: espesamiento, mezcla e hidrólisis térmica. Los lodos primarios se espesan gravitacionalmente, mientras que los secundarios por flotación directa. Luego ambos se direccionan a la cámara de mezcla. La porción restante del lodo secundario se espesa a través de centrífugas y es dirigida a acondicionamiento a través de hidrólisis térmica y luego se redirecciona a la cámara de mezcla. En esta se homogeneiza el lodo que ingresa a la digestión, mediante agitación intensa. La hidrólisis térmica es un pretratamiento complementario a la digestión anaeróbica, que tiene como objetivo entregar las condiciones que permitan una mayor y más rápida degradación de la materia orgánica al interior del digestor anaeróbico, obteniendo así un aumento en la producción de biogás. En este proceso se obtienen nutrientes como Fósforo, proteínas y aminoácidos, ácidos orgánicos volátiles y otros componentes.

• Estabilización de lodos: el proceso de digestión anaeróbica estabiliza la materia orgánica del lodo a través de las reacciones de fermentación biológica en los digestores. La materia orgánica biodegradable es transformada en biogás, compuesto por metano.
• Deshidratado de lodos: los lodos digeridos pasan a un proceso de deshidratación mecánica mediante el uso de centrífugas. Previo a la centrifugación se procura la floculación de los lodos. Aquí se obtienen biosólidos que sirven como fertilizantes para sector agrícola.

A continuación, se presentan dos imágenes explicativas de los procesos de una biofactoría previamente mencionados, sus componentes obtenidos y de cómo funciona la economía circular en éstos.[pic 4]

Imagen 2. Flujo de PTAS detallado.[pic 5]

Imagen 3. Flujo de PTAS general.

Imagen 4. Economía circular en las biofactorías.

Datos Cuantitativos

• La biofactoría Gran Santiago trata 17 m3/seg de los que se obtienen 300.000 toneladas anuales de biosólidos. Casi la mitad de ellos se utilizan en la fertilización de sectores agrícolas y el resto se transforma en energía.
• En 2019 la biofactoría Gran Santiago produjo 64.442.870m3 de biogás.
• En 2019, las biofactorias La Farfana y Mapocho-Trebal generaron 503.079.941 m3 de agua tratada y reintegrada al medio natural y canales de regadío y también 285.505 toneladas de biosólidos, de los cuales el 76% fue destinado para su reúso en suelos agrícolas. Además, produjeron 50.830 MWh para el autoconsumo de energía eléctrica y 184.487 MMBTU de biometano, los que fueron inyectados a la red de gas natural.

Premios y reconocimientos[pic 6]

• Biofactoria Gran Santiago gana el premio AVONNI ENERGÍA en el año 2018.
• En 2018 la Organización de las Naciones Unidas (ONU) otorga premio a la Factoría Gran Santiago en la categoría “Planetary Health” dentro de la iniciativa “Momentum for Change”.
• La Escuela del Agua de Aguas Andinas y Hillary Duff por parte de la organización “Planetary Health Alliance” publicaron el caso de estudio “Going Circular: How restoring a river ecosystem in Chile’s capital city has benefited human health and economics” sobre la Biofactoría Gran Santiago.

 Últimos avances sobre las biofactorías:

• El Centro técnológico del Agua (CETAQUA) en el año 2018 presentó Proyecto de Codigestión de Lodos en Biofactorías, los cuales han permitido el desarrollo de metodologías de selección y control de sustratos y de monitoreo de codigestión.
• Aguas Andinas investiga los análisis asociados a las biofactorías que llevaron a un proceso tecnológico para la valorización del bioazufre presente en el lodo residual del tratamiento de biogás.
• En período 2017-2019 CETAQUA realiza un estudio sobre el desarrollo de una tecnología para el biocontrol de bulking en plantas de lodos activados, que permite optimizar procesos en la bíofactoría Gran Santiago.
• En Granada, la empresa municipal de abastecimiento y saneamiento transformó dos estaciones depuradoras de aguas servidas en las Biofactorías Sur y Vados, dos instalaciones de última generación, un caso de éxito y referente de economía circular a escala internacional.
• El año 2019 se inaugura la transformación de Estación depuradora de aguas servidas Ourense a Biofactoría.
• SUEZ tiene proyecto actual “De EDAR a Biofactorías, la transición circular del agua”, la que busca transformar todas sus estaciones depuradoras de aguas servidas a biofactorías.

Conclusiones

De acuerdo a lo que se pudo investigar las biofactorias son esenciales para continuar el desarrollo sostenible de la ciudad y su entorno, favorecen la seguridad hídrica, la economía y el medio ambiente, debido a que las tecnologías aplicadas en sus procesos logran una economía circular pasan de ser plantas de tratamientos de aguas servidas a ser centros productores de recursos, tales como gas natural, combustible, electricidad, fertilizantes y agua reutilizable, además son  autosuficientes energéticamente, respetuosas con el medio ambiente y valorizan sus residuos, por lo que son  la mejor solución para la gestión de aguas servidas.

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