Valoracion de microalgas para el tratamiento de lixiviados permeados generados a partir de resiuduos solidos urbanos (rsu)

Resumen

En las últimas décadas, el incremento en la industrialización ha traído consigo el aumento, a nivel mundial, de población, cuya búsqueda de nuevas áreas geográficas para su asentarse, ha acelerado a su vez, los procesos de urbanización a escala global. Esto ha derivado en la sobreexplotación de los recursos no renovables como el suelo o el agua y en el crecimiento de la producción de residuos. Gracias a esto, los gobiernos se han visto en la obligación de gestionar el manejo de dichos residuos buscando alternativas que generen el menor impacto ambiental. Las plantas de tratamiento de residuos sólidos surgen como alternativa para la recolección, disposición y tratamiento de los vertidos que dichos residuos generan convirtiéndose en lixiviados. Esta técnica es ampliamente usada por su bajo coste y el escaso personal especializado necesario. Sin embargo, el lixiviado producido es considerado un problema ambiental grave sin el debido tratamiento, ya que puede contaminar aguas superficiales y subterráneas, mientras que los gases producidos por la degradación de estos residuos, principalmente como metano y dióxido de carbono, los cuales, sin el control adecuado, pueden agravar la problemática ambiental. Al norte de España, en la comunidad del principado de Asturias, se encuentra la planta de residuos COGERSA, esta planta es la encargada de la recolección de basuras, de 78 municipalidades, para su depósito y tratamiento manejando en promedio 360.000 toneladas de residuos mezclados para su tratamiento y llegar a generar más de 200.000 metros cúbicos de lixiviado. Teniendo en cuenta el incremento en la producción de residuos y por consiguiente la generación de gases durante su tratamiento, la planta llevó a cabo un proyecto I+D+i entre 2014 y 2017 en el marco del Programa Estatal de I+D+i de 2014 nombrado ReCO2very, donde el tema principal fue la reducción de emisiones de CO2 generadas por la planta, su recuperación y dirección al cultivo de microalgas para la producción de biomasa con fines energéticos. Así, la planta de residuos apostó por una economía circular y así responder a los nuevos retos con los que se enfrentan las industrias europeas dedicadas a esta labor durante los próximos años debido a que la Unión Europea se ha comprometido a reducir la emisión de gases hasta en un 80% para 2050 y el uso de energías más limpias para 2030. Como complemento, ReCO2very gestionó el aprovechamiento de los lixiviados generados por la descomposición de los residuos sólidos como única fuente de nutrientes ya que luego de ser depurado, el lixiviado presenta altas concentraciones de nutrientes nitrógeno, fosforo y otros elementos que pueden ser usados por las microalgas para su crecimiento. El objetivo de la presente tesis es la valoración de las microalgas nativas del vertedero en términos del tratamiento de lixiviados procedentes de residuos sólidos urbanos (RSU). Para ello, se realizó una descripción general de la planta de residuos teniendo en cuenta el funcionamiento, almacenamiento y tratamiento de los lixiviados, morfometría de las charcas o estanques estacional y permanentes y finalmente una caracterización de la comunidad fitoplanctónica presente. Teniendo la identificación por claves taxonómicas de las diferentes especies, se hicieron aislamientos de colonias en medios microbiológicos generalistas para luego tomar muestras para su identificación por técnicas moleculares. Las cepas identificadas fueron: Desmodesmus sp., Coelastrella sp. 1 y sp. 2, Tetracystis sp., Chlamydomonas sp. Acutodesmus obliquus y Chlorella sp. Se realizaron ensayos para determinar el crecimiento y remoción de nutrientes en diferentes concentraciones de lixiviado durante 96 h. Tres tipos de respuesta fueron obtenidos: Sin crecimiento (dos cepas), crecimiento hasta un 10% de lixiviado (tres cepas) y crecimiento hasta un 50% de lixiviado (dos cepas). Luego, durante 18 días se realizó una evaluación de la producción de clorofila a, β-carotenoides, lípidos totales y perfil de ácidos grasos, y así con los resultados obtenidos más lo determinado por su capacidad de crecimiento y remoción de nutrientes, analizar que especies pueden ser importantes en la fitorremediación del lixiviado para generar biomasa con fines energéticos u otras aplicaciones biotecnológicas. Por último, se llevó a cabo una mejora en el esquema de producción de biomasa de Nannochloropsis gaditana en colaboración con la empresa asturiana ALGATEK S.L., para aumentar el contenido de ácidos grasos polinsaturados. Teniendo como resultados, no solo el mejoramiento del cultivo en dicha producción sino además la aplicación de las técnicas utilizadas a lo largo de esta tesis doctoral para el desarrollo de protocolos de inoculación, mantenimiento a escala laboratorio y su producción a escala industrial estableciendo de manera general algunos costos de dicha producción para así determinar el valor económico de la biomasa en el mercado