28 Jun EL PROCESO DE COGENERACIÓN EN UNA EDAR

En los últimos años el concepto de economía circular se está consolidando en el desarrollo de numerosas actividades empresariales. Las Estaciones Depuradoras de Aguas Residuales (EDARs) poseen un gran potencial para la producción de biogás, poniendo así en práctica esta forma de gestión de los recursos. Desde el punto de vista económico y ambiental, la posibilidad de utilizar los residuos como materia prima para un proceso de producción de energía resulta muy atractivo ya que se consiguen minimizar los costes de gestión de residuos y a su vez, se disminuyen los residuos generados.

Durante las diferentes fases del tratamiento del agua residual en una EDAR se van a generar lodos. En la digestión anaerobia, los lodos producidos a lo largo de la línea de aguas se someten al proceso de digestión por parte de organismos anaerobios. Como consecuencia, la materia orgánica se convierte en metano (CH₄) y anhídrido carbónico (CO₂).

El biogás generado en la digestión anaerobia del lodo contiene un elevado contenido en metano que es susceptible de ser aprovechado energéticamente mediante su combustión en motores, turbinas o calderas, tanto en solitario o mezclado con otro tipo de combustibles. Además, puede aprovecharse como biocombustible en las propias instalaciones, o bien, puede emplearse para producir energía térmica y eléctrica.

Por este motivo, las EDARs son instalaciones idóneas para albergar procesos de cogeneración, entendiéndose ésta como la producción conjunta y el aprovechamiento de dos o más tipos de energías diferentes, normalmente energía térmica y energía eléctrica, a partir de un mismo combustible.

Tecnologías de cogeneración

Las tecnologías de cogeneración habituales son:

• Sistema de cogeneración con turbina a vapor: El combustible es quemado en una caldera de vapor en condiciones óptimas de presión y temperatura. Se genera vapor de agua que es introducido en una turbina donde se expande y se transforma en energía mecánica. Este sistema genera elevadas cantidades de energía eléctrica y no es recomendado emplearlo en las EDARs.
• Sistema de cogeneración con turbina de gas: El combustible se quema en un turbogenerador y se genera energía mecánica que se transforma en energía eléctrica.
• Sistema de cogeneración de ciclo combinado: En este sistema hay dos ciclos termodinámicos, uno emplea la turbina de vapor y otro la turbina de gas, empleándose conjuntamente. Son sistemas muy eficientes al obtener electricidad empleando la misma fuente energética. No son los sistemas más recomendados para emplear en una EDAR.
• Sistemas de cogeneración con motor alternativo: En este tipo de sistemas se introduce el gas (que funciona como combustible) para realizar una reacción de combustión en la que se libera gran cantidad de energía que se transforma en energía mecánica y eléctrica. Es el más empleado en las EDARs.

Gracias al proceso de cogeneración, las plantas de tratamiento de aguas residuales pueden utilizar la energía térmica producida para el mantenimiento de la temperatura del digestor anaerobio y/o para el calentamiento de lodos antes del proceso de deshidratación. Además, la energía eléctrica generada puede emplearse para el funcionamiento de la estación depuradora, aumentando su eficiencia y compromiso ambiental.

En el siguiente esquema se resume el funcionamiento de una planta convencional de tratamiento del biogás por cogeneración.

Esquema de cogeneración

Tras la digestión anaerobia del lodo en los digestores, se generan los lodos digeridos y, a su vez, el biogás (cuyo componente prioritario es el metano). El biogás es dirigido a un motor de cogeneración para la obtención de energía eléctrica y energía térmica. La energía eléctrica se emplea para el autoconsumo de la propia EDAR y el exceso de ésta es vendido a la red eléctrica. Por otra parte, la energía térmica generada es reconducida a los digestores anaerobios para el mantenimiento de la temperatura óptima para el funcionamiento del proceso de digestión.