primero le hará gracia, luego le hará pensar

Un paseo por Andalucía a bordo del increíble automóvil que funciona con caca de Chiclana

¿Por qué gastar millones en depurar las aguas residuales cuando podemos convertirlas en combustible? Parece una utopía tecnológica pero en esta ciudad gaditana ya es realidad

Foto: Uno de los coches del proyecto All-gas, frente a los esteros de Chiclana. (A.V.)
Uno de los coches del proyecto All-gas, frente a los esteros de Chiclana. (A.V.)

A un lado de la carretera los algodonales de Lebrija, esquilmados tras la cosecha pero con alguna borla blanca aún tiritando en la rama. Al otro, un grupo de mujeres vareando olivos. Lo que es el campo andaluz en invierno: una legión de tramoyistas abnegados entre la neblina preparando los colores de la próxima primavera.

Ésta y otras rutas recorre cada mañana David Arenga, habitualmente encargado de obras hidráulicas en Chiclana hasta que hace unos meses aceptó el ofrecimiento de tener que hacerse 400 kilómetros de coche todos los días, principalmente por los pueblos de la provincia de Cádiz.

"Es una pechá de carretera, pero mejor esto que estar ahí con la pala", dice. Lo que está probando realmente no es el coche sino el combustible que utiliza para desplazar esta Volkswagen Caddy de reparto: un biometano extraído directamente de las aguas fecales de Chiclana.

Cada mañana, Arenga llena el depósito de la furgoneta en la estación depuradora El Torno. En su recorrido diario, todo está medido y reflejado en una ‘tablet’ sobre el salpicadero: el consumo, la distancia, cuántas veces ha pasado de cien o cuantos acelerones ha dado. Cuando regresa a la planta varias horas más tarde y el WiFi lo detecta, todos esos datos son automáticamente enviados.

La inconfundible furgoneta en una estación de servicio sevillana. (A.V.)
La inconfundible furgoneta en una estación de servicio sevillana. (A.V.)

En total, hay seis coches circulando ahora mismo: cuatro del proyecto de investigación y dos del ayuntamiento, que ha empezado a introducirlos para su flota de vehículos municipales. Todo el que los conduce ha escuchado alguna vez de sus amigos "¿y cuando te quedas sin combustible qué, te tiras un pedo en el depósito?".

La titularidad de las heces

Cuando uno tira de la cadena, rara vez se plantea qué ocurre con sus excrementos desde el punto de vista administrativo. Técnicamente, pasan a ser propiedad de los consistorios, que hasta ahora se encontraban con una apestosa y gravosa carga que limpiar antes de devolver el agua a la naturaleza.

Pero las heces contienen muchos elementos valiosos y la ciencia lleva años tratando de aprovecharlos. En lo que a combustible para coches se refiere, ha habido muchos intentos alrededor del mundo, pero ninguno ha funcionado hasta ahora como este proyecto All-gas, desarrollado por Aqualia en colaboración con investigadores de Reino Unido, Alemania, Holanda y Austria.

La clave está en mezclar las aguas residuales con microalgas para provocar reacciones químicas, ¿pero qué queremos obtener de todo esto? En Estados Unidos se centraron en tratar de obtener hidrógeno para los coches del futuro, pero el rendimiento no ha sido óptimo, como tampoco para aquellos que pretenden obtener biodiésel de los excrementos.

Aguas fecales tratadas con microalgas en la EDAR de Chiclana. (A.V.)
Aguas fecales tratadas con microalgas en la EDAR de Chiclana. (A.V.)

En la Universidad de Cádiz, José Antonio Perales estudió cómo las microalgas eran espectacularmente efectivas para tratar las aguas residuales. En comparación con el tratamiento convencional de depuración con lodos activos, las algas dejaban el agua con una calidad óptima para el riego urbano, con mucho menos gasto energético y ah, toda la biomasa resultante.

"El agua residual lleva mucha materia orgánica, nutrientes, nitrógeno y fósforo que a día de hoy se está tirando al medio ambiente y sobre todo en forma de CO2", explica a Teknautas Gabriel Acién, ingeniero químico de la Universidad de Almería familiarizado con el proyecto. "Con las microalgas recuperamos todo ese material y producimos mucha biomasa, ¿y qué hacemos con ella? Obtener biometano, cuya producción es miles de veces más alta que la de hidrógeno".

Si estos coches alimentados con biometano procedente de excrementos estuvieran en la capital, entrarían en Madrid Central con distintivo ECO

Pese a que el metano es un gas de efecto invernadero más potente que el CO2, estos vehículos —llamados GNC, básicamente con un motor de gasolina pero con un depósito extra para el biometano comprimido— han registrado niveles de emisiones de un 80% menos en NOx y un 15% en CO2. Si estuvieran en la capital entrarían en Madrid Central con el distintivo ECO.

Así que el ayuntamiento obtiene de las aguas residuales una cantidad importante de gas que por ley no puede vender, pero sí emplearlo para llenar el depósito de autobuses, ambulancias o cualquier otro vehículo de la flota municipal, salvo los de policía. Y si tiene suficiente calidad, también puede usarse para la calefacción de los edificios públicos.

Un enorme potencial

Justo cuando atravesamos las salinas a las que cantaba Camarón desde San Fernando, el coche se queda sin biometano. 'Conducción en gasolina: reposte gas natural', dispone un aviso en el panel del conductor. Salvo por este detalle, el cambio de combustible es imperceptible desde el asiento del copiloto, aunque Arenga lo nota.

"Ahora va más ronco", dice, "con el gas va como más suave", pero en general "va del carajo, el único problema es que los días que hace frío la manguera de repostar se congela". Frío es aquí, o en Jerez, donde tienen otro surtidor, menos de ocho grados centígrados.

El conductor, repostando biometano procedente de aguas residuales. (A.V.)
El conductor, repostando biometano procedente de aguas residuales. (A.V.)

Antes de conducir esta insólita furgoneta decorada con vinilos que muestran una taza del WC sonriente con una manguera de combustible, este empleado de Obras Hidráulicas del Sur participó en la construcción de toda la infraestructura que la hace posible.

Para extraer combustible de la materia orgánica resultante de mezclar aguas fecales con microalgas, todas las piezas eran de sobra conocidas: hace falta un digestor anaerobio, básicamente una olla a presión donde la mezcla, desprovista de oxígeno, comienza a fermentar metano, un depósito donde almacenar todo el gas resultante y un compresor para meterlo dentro de las bombonas que sirven al surtidor. Las piezas eran conocidas pero el puzzle seguía sin resolverse.

Estación de aguas residuales El Tormo de Chiclana, con los estanques de microalgas. (All-gas)
Estación de aguas residuales El Tormo de Chiclana, con los estanques de microalgas. (All-gas)

Arbib Zouhayr, ingeniero químico en Aqualia y discípulo de Perales en la Universidad de Cádiz, es el responsable de haber ordenado con éxito todo este puzzle, que tras siete años de trabajo comenzó en diciembre de 2017 su fase de demostración comercial.

"Nuestro lema es hacerlo todo lo más sencillo posible", explica Zouhayr frente al primero de los muchos prototipos de 'raceway pond' o estanque de pista para el cultivo de las microalgas, la auténtica clave que hace distinto al proyecto. El primero, de 2011, tenía tres metros cuadrados, luego creció a 32, luego a 1.000 y finalmente a 5.000 metros cuadrados. El tamaño es clave y por ello una de las principales obsesiones de los investigadores en microalgas.

Arbib Zouhayr frente al principal estanque de microalgas de El Torno. (A.V.)
Arbib Zouhayr frente al principal estanque de microalgas de El Torno. (A.V.)

Como explica Acién, "antiguamente hacían falta 10 metros cuadrados de terreno donde poner algas por habitante del que se querían tratar aguas residuales". Es decir, para una población de 10.000 personas harían falta 100.000 m2 o 10 hectáreas, unos dos campos de fútbol.

"Eso era mucho terreno, nosotros en Almería lo hemos bajado ya a cinco, la mitad, pero en Aqualia dicen que lo han bajado ya a dos", prosigue. "Es decir, para esos 10.000 habitantes bastaría con dos hectáreas de terreno" dedicadas al cultivo de microalgas en las aguas residuales. La tecnología tiene un límite de escalabilidad en ciudades muy grandes, con mucho volumen de residuos y poco espacio disponible en el término municipal.

Chiclana es un ejemplo muy, muy bueno: si funciona ahí es que funciona para todos

Sin embargo, si funciona en Chiclana, con sus más de 80.000 habitantes censados, el potencial para aquellas ciudades de menos de 50.000 —en las que viven uno de cada tres españoles— es magnífico. "Esta tecnología se recomienda precisamente para esas poblaciones, que muchas veces carecen de buenas instalaciones de aguas residuales y para las que tener una hectárea ociosa no es problema", dice Acién. "Chiclana es un ejemplo muy, muy bueno: si funciona ahí es que funciona para todos".

No escuchar (mucho) a los expertos

Para construir los estanques, al principio Zouhayr y su equipo siguieron las recomendaciones de varios expertos internacionales, los más punteros en tratamiento de aguas fecales y producción de gases con microalgas. Gente como John Benneman, el gurú estadounidense de las algas al que recurren las más importantes multinacionales químicas del mundo.

"Seguimos sus recomendaciones, pero vimos que haciéndolo así no era viable", recuerda Zouhayr a pie del primer prototipo de estanque que construyeron. "Nos decían que lo mejor era que las aguas residuales entraran lo más limpias posibles, para evitar que hubiera sedimentación". Sin embargo, cuando se trataban demasiado, perdían muchas de las bacterias fecales habitualmente presentes. "Había mucha actividad de microalgas, pero poca actividad bacteriana".

Aquí se 'cocina' el biometano extraído de las algas y las aguas residuales. (A.V.)
Aquí se 'cocina' el biometano extraído de las algas y las aguas residuales. (A.V.)

Tras el abatimiento inicial, decidieron probar a su manera: le dieron a las aguas el pre-tratamiento convencional, pasarlas por un filtro y quitarles las arenas. Se dejan reposar durante tres días y así, tal como están, van al encuentro con las algas. El aumento natural en la cantidad de bacterias obró el milagro y lo que antes necesitaba siete metros cuadrados por habitante pasó a necesitar dos.

Otros académicos sugerían introducir un tipo determinado de bacterias para estimular los procesos. Zouhayr mira al frente y señala a un grupo de gaviotas posándose sobre uno de los estanques. "Esas han venido desde una charca que hay a unos 500 metros y ya traen en las patas diferentes tipos de bacterias, y en realidad, en cada uno de los cuatro estanques, que están todos pegados, hay un tipo distinto de bacteria predominante sin que nosotros hayamos hecho nada", dice.

Esa es la clave, poner la instalación idónea para que dé el máximo rendimiento (por ejemplo, probaron varias alturas para el estanque pero ningún prototipo mejoraba los 30 centímetros que tienen actualmente) pero no alterar nada más, solo hay que dejar que la naturaleza siga su curso y llene esos estupendos tanques de biometano comprimido a 200 bares. Cádiz tiene, entre otras cosas, un enorme problema de desempleo pero las condiciones ideales para este tipo de innovación, mucho sol para las algas, viento que traiga y lleve bacterias y una temperatura idónea para la fermentación de gases.

La gasera improvisada en la planta de depuración de Chiclana. (A.V.)
La gasera improvisada en la planta de depuración de Chiclana. (A.V.)

Además, este proyecto andaluz lanza el potente mensaje de que cualquier región es apta para liderar una revolución tecnológica. Actualmente, no hay en Europa ni en el mundo otra planta tan avanzada haciendo esto que parecía tan simple.

El sueño de cerrar el círculo

La revolución de las microalgas que permiten transformar toneladas de desecho orgánico en un material valorizable no sólo puede ser una solución para la demanda de hidrocarburos, también para resolver otro de los principales problemas medioambientales del campo español, las ingentes cantidades de purines —excrementos animales con altos niveles de contaminantes como el amoniaco— que salen de nuestras granjas.

En Castilla y León, por ejemplo, están tratando de aplicar un sistema muy parecido al de Chiclana. "Hemos realizado múltiples ensayos a pequeña y mediana escala, depurando eficientemente los purines con algas y obteniendo producciones de algas muy elevadas", explica David Hernández, investigador del Instituto Tecnológico Agrario de Castilla y León, a Teknautas. Estas algas pueden ser utilizadas para producción de biocombustibles o, en este caso, para fabricar piensos. "Los últimos trabajos que hemos realizado han ido enfocados a alimentación animal, ya que las algas son ricas en proteínas y su precio en el mercado es mucho mayor que los biocombustibles".

Zouhayr y su equipo sopesaron esta posibilidad como fuente del biometano, pero la descartaron pronto por ser aguas demasiado negras y con contenido en sustancias que no beneficiaban, o incluso perjudicaban, los procesos de extracción del combustible: "La Unión Europea nos pedía que fuésemos capaces de mover un vehículo, y hubo otros dos grupos que recibieron financiación, pero sólo nosotros hemos logrado este objetivo", dice el ingeniero de Aqualia.

En estos tres proyectos, Europa ha invertido 31 millones de euros. Los otros dos, llamados IntelSusAl y BioFat, se centraron en obtener biodiésel en lugar de biometano. "El biodiésel que se obtiene a partir de las algas es de muy buena calidad, mejor lubricante y bastante mejor que el diésel convencional, y contiene más energía, por lo que con un litro se podrían recorrer más kilómetros", explica David Hernández. "Sin embargo, uno de los problemas que tiene la producción de biodiésel, es que las algas no suelen acumular lípidos por encima del 30%, lo cual genera una gran producción de algas y una producción media-baja de biodiésel".

Conducir el peculiar coche

A Zouhayr le gusta dar ejemplo y es el primero que le mete muchísima tralla cada día a un pequeño Volkswagen Up alimentado, cómo no, con el biometano que producen en El Tormo. Ahora desde detrás del volante, damos una vuelta hacia el mayor de los estanques de microalgas, situado tras unos cientos de metros por la orilla del río Iro y atravesando el albero del recinto ferial. La conducción es suavemente idéntica a la de cualquier coche moderno de diésel o gasolina, salvo por un pequeño detalle.

El indicador de combustible está dividido en dos partes, una para la gasolina y la otra para el GNC. Al arrancar, la aguja se sitúa en el de gasolina, sólo al avanzar unos metros cambia y empieza a tirar del biometano. De nuevo, un experto lo delataría pero para un primerizo el cambio es imperceptible.

Un indicador de combustible diferente para gasolina y biometano. (A.V.)
Un indicador de combustible diferente para gasolina y biometano. (A.V.)

"Cada cierto número de kilómetros, los coches son enviados a Vigo, donde desmontan el motor y analizan todas las piezas para comprobar el impacto que está teniendo el combustible", explica Zouhayr. El objetivo es hacer 80.000 kilómetros con cada uno de estos coches. Y dado que ahora registran un exceso de gas y que éste es propiedad del ayuntamiento, el siguiente paso que están explorando es inyectar ese biometano sobrante en la red de gas para poder ser utilizado en edificios municipales.

El alcalde estará encantado, le comento, y el ingeniero recuerda algo que Román dijo al visitar la planta: "El sol y el viento de Chiclana no sólo producen turistas".

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