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Pei Dong, Profesor Asistente, Ingeniería Mecánica, Volgenau School of Engineering, y Yingchao Yang, Profesor Asistente de Ingeniería Mecánica en la Universidad de Maine, están trabajando para desarrollar un enfoque holístico de la tecnología verde para la desalinización y purificación del agua para satisfacer las demandas sociales.

Están trabajando para probar la hipótesis de que la biomasa podría adaptarse a nuevos materiales para facilitar el tratamiento del agua con eficiencia energética. Para hacer eso, completarán tres pasos.

Primero, diseñarán y sintetizarán nanomateriales de carbono 3D a partir de biomasa con tamaños de poro controlables. Estos materiales serán mecánicamente robustos y altamente conductores de electricidad.

En segundo lugar, investigarán el rendimiento de un dispositivo de desalinización capacitiva utilizando nanomateriales de carbono poroso 3D sintetizados convertidos con biomasa.

En tercer lugar, estudiarán el rendimiento de los nanomateriales carbonizados e híbridos en la purificación del agua mediante la eliminación de contaminantes orgánicos y metales pesados.

Los investigadores prevén su trabajo ayudando a reducir el impacto negativo de la biomasa y ayudando a proporcionar agua limpia a las comunidades. También prevén su trabajo ayudando a reducir el costo de la desalinización del agua.

Dong y Yang recibieron $ 150,000 del Departamento del Interior de los Estados Unidos para este proyecto. La financiación comenzó en marzo de 2020 y finalizará a fines de marzo de 2022.

Con información de: www.worldenergytrade.com


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El nuevo sistema de tratamiento de aguas residuales, Life Algaecan, propone un modelo de tratamiento sostenible de efluentes generados en el procesamiento de frutas y verduras (PFV) que combina el cultivo rentable de microalgas heterótrofas, capaces de depurar el agua residual, con su posterior recolecta. Se obtiene así, un producto de interés comercial como materia prima para la producción de biofertilizantes, pienso animal, etc., a la vez que se resuelve el problema de la contaminación que dichos efluentes generan, ya que la calidad final del efluente obtenido permite su reutilización como agua de riego o para la limpieza de equipos e instalaciones. La instalación está alimentada con energías renovables (energía solar y biomasa), lo que minimiza la huella de carbono y los costes operativos del proceso.

Tratamiento con microalgas

Las microalgas son microorganismos fotosintéticos provechosos para la humanidad con diversas aplicaciones industriales, como la alimentación, la agricultura, los piensos, los productos farmacéuticos, los cosméticos, el tratamiento de aguas residuales, etc. Asimismo, pueden generar energía limpia y biocombustibles de segunda generación, contribuyendo con ello al desarrollo de la economía circular.

Pueden crecer de manera autótrofa o heterotrófica. En la primera emplean la luz solar como fuente de energía y CO2 como fuente inorgánica de carbono, consumiendo nutrientes y produciendo oxígeno; mientras que en el modo de crecimiento heterótrofo la única fuente de energía o de carbono son los compuestos orgánicos [5].

El proceso integrado de cultivo de microalgas a través del tratamiento de aguas residuales se considera favorable desde el punto de vista ambiental. Las microalgas heterótrofas tienen una extraordinaria capacidad de absorción de carbono orgánico y nutrientes sin necesidad de luz solar, lo que permite que el tratamiento pueda realizarse prácticamente en cualquier tanque cerrado, disminuyéndose en gran medida la superficie de tratamiento a utilizar. Este ahorro de superficie, así como el fácil mantenimiento, hacen que el proceso sea atractivo también desde el punto de vista económico.

Los efluentes PFV son una materia prima ideal para el cultivo de microalgas ya que su carga contaminante es menor que la de otros efluentes industriales y son muy ricos en nutrientes como nitrógeno y fósforo.

Pruebas laboratorio

Las primeras pruebas de laboratorio estudiaron el crecimiento heterótrofo de las especies Chlorella sp, y una mezcla de varias especies que contenía diferentes cepas de Chlorella, Scenedesmus, etc. provenientes de la instalación de estanques de algas para el tratamiento del digestato de la planta de biogás utilizado en el proyecto AlgaeBioGas [6-8] resultando ser esta mezcla la mejor adaptada al medio y con mayor capacidad de crecimiento.

Tras estos ensayos, se demostró la complejidad de mantener el cultivo en concentraciones muy altas de nutrientes y carga orgánica debido a las infecciones bacterianas y de levadura. Se llegó a la conclusión de que era necesario realizar un primer crecimiento autótrofo para conseguir un inóculo de microalgas con la suficiente concentración, capaz de realizar el tratamiento en condiciones heterótrofas a escala piloto. Este crecimiento solamente es necesario en la puesta en marcha del proceso.

Tecnología prototipo Life Algaecan

El nuevo sistema de tratamiento desarrollado en el marco del proyecto Life Algaecan demuestra la viabilidad de un innovador proceso de tratamiento in situ de los efluentes PFV, que aborda los problemas ambientales relacionados con su actual gestión utilizando el cultivo de microalgas heterótrofas como tecnología de tratamiento. De esta manera, se obtiene un efluente limpio que podrá utilizarse como agua de riego o para la limpieza de equipos o instalaciones, y una corriente semisólida de microalgas que, tras su concentración y secado por pulverización, sirve como materia prima para la producción de biofertilizantes, piensos, etc. Esta tecnología es adecuada para ser replicada, transferida o integrada en cualquier lugar y utiliza 100% de energías renovables, solar y biomasa.

Descripción del proceso

El prototipo de sistema de tratamiento se compone de tres etapas principales:

  1. Un sistema de cultivo de microalgas en dos fases, que consume la materia orgánica y los nutrientes contenidos en el efluente.
  2. Una etapa de separación por centrifugado para recuperar el agua limpia.
  3. Una etapa de secado por pulverización para recuperar las microalgas secas.

Este sistema está dispuesto en dos contenedores marítimo de 40 pies para facilitar su transporte. La energía solar y la biomasa proporcionan energía a todo el sistema y su capacidad de tratamiento es de 2 m3 de agua residual al día.

Equipos y operación

En la etapa 1 de crecimiento, el inóculo es cultivado en un fotobiorreactor abierto (raceway) con el mismo agua residual que posteriormente se introduce en los reactores aerobios de cultivo heterótrofo durante aproximadamente 3-5 días de tiempo de residencia. El aporte de aire necesario lo realiza una soplante que mantiene una mezcla suave en su interior permitiendo el crecimiento de las microalgas.

La etapa 2 de separación se realiza con la ayuda de una centrífuga vertical, la cual separa el efluente tratado reutilizable de la biomasa de algas.

La biomasa de microalgas en la etapa 3 es rociada dentro de la torre de secado por pulverización con aire a contracorriente a, aproximadamente, 180 °C. La humedad se evapora rápidamente de la superficie de las microalgas y las partículas secas se recogen en un sistema de almacenamiento, mientras que la corriente de aire caliente (a unos 90 °C) se conduce al cabezal del proceso para que el calor sobrante se reutilice. El aire de atomización del producto entra en el equipo a través de su boquilla y es suministrado por un compresor.

La energía utilizada en el proceso es suministrada por un sistema fotovoltaico instalado según la orientación ideal al sol para obtener la máxima energía de uso en las condiciones de ubicación y una caldera de biomasa en apoyo, por si fuera necesario.

Para la validación del correcto funcionamiento de la planta, se monitorearon los siguientes indicadores de las aguas residuales utilizadas para el cultivo de las algas y del agua de salida tratada: Temperatura, pH, conductividad, DQO, densidad óptica, Nitrógeno y Fósforo.

Además de estos análisis, se realizaron exámenes en microscopio óptico pudiéndose observar la presencia de microalgas en el reactor raceway.

Resultados

La planta demostración Agaecan ha estado operando durante seis meses en las instalaciones de la empresa Huercasa, en Sanchonuño (Segovia), realizando el tratamiento de su agua residual del lavado y procesamiento de verduras y consiguiendo el crecimiento de microalgas heterótrofas en tanques cerrados.

Se ha tratado aproximadamente 2 m3 al día obteniendo un efluente final de alta calidad, que es reutilizado y descargado en los cursos de agua. Los niveles de DQO, Nitrógeno y Fósforo alcanzados con este tratamiento cumplen con los límites de vertido establecidos por la localidad donde está instalada la planta de demostración, lo que se traduce en una buena opción como tratamiento para empresas con este tipo de efluentes y su posible escalado a nivel industrial.

El subproducto obtenido de microalgas tiene un buen contenido en NPK que sirve como materia prima en la formulación de biofertilizantes.

FUENTE: www.interempresas.net


Sepa Cómo Instalarseptiembre 23, 2019
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Argentina avanza a paso firme en su meta de producir y suplir el 12% de su demanda energética con fuentes renovables. Hasta la fecha ya suma 51 los proyectos de energías renovables en funcionamiento desde la reglamentación en 2016 de la ley 27.191 (Régimen de Fomento Nacional para el uso de Fuentes Renovables de Energía destinada a la Producción de Energía Eléctrica), por una potencia instalada de 1.457 MW que generan energía eléctrica para 1 millón de hogares argentinos, y representan una inversión de más de 2.100 millones de dólares ya ejecutados.

El último fin de semana comenzaron a vender energía al Sistema Argentino de Interconexión (SADI) 2 proyectos adjudicados mediante el programa RenovAr: la CT Biogás Citrusvil, ubicada en la provincia de Tucumán y adjudicada durante la Ronda 2, y el Parque Solar Pasip, ubicado en Mendoza y adjudicado mediante la Ronda 1.5.

La Central Térmica de Biogás Citrusvil está ubicada en la localidad tucumana de Cevil Pozo. Tiene una potencia instalada de 3 Mega Watt que le permite generar energía para 3.000 hogares, utilizando como insumo los residuos del proceso de la cosecha y producción de productos a base de limón. Este proyecto pertenece a la empresa Citrusvil SA, dedicada a la producción, industrialización y comercialización del limón y sus derivados, y una de las industrias pioneras en su sector en la provincia de Tucumán.

Por su parte, el Parque Solar Pasip fue desarrollado por la empresa provincial de energía de Mendoza (EMESA SA), y está ubicado en un predio de cuatro hectáreas dentro del Parque industrial de la localidad de San Martín.

Una de sus principales características es que se trata del parque solar con mayor cantidad de equipamiento provisto por empresas argentinas: el 89% de sus componentes son de origen nacional, gracias a los 4 mil paneles solares marca LV ENERGY modelo LVE72PSe de 330 Wp cada uno, a los 20 Inversores SMA STP 60-10 de 60 kVA, y a los 62 trackers Idero modelo T1M80 y T1M40. Cabe destacar que durante su construcción fueron 14 las empresas de nuestro país que suministraron equipamiento, y otras 46 PyMEs fueron contratadas para los servicios necesarios. Tiene una potencia instalada de 1,15 MW, que le permite generar energía eléctrica para 1.000 hogares. Además, este proyecto tuvo en su origen una utilidad con fines educativos, ya que cuenta con zonas especialmente dispuestas para que estudiantes primarios, secundarios o universitarios puedan visitar el parque y realizar capacitaciones.

Los 51 proyectos renovables en operación comercial se distribuyen, según su tecnología, de la siguiente manera:

20 proyectos de tecnología eólica
18 proyectos de tecnología solar fotovoltaica
12 proyectos de bioenergías (7 biogás, 4 de biomasa y 1 de biogás de relleno sanitario)
1 proyectos de tecnología pequeño aprovechamiento hidroeléctrico
Actualmente son 154 proyectos entre aquellos que ya han ingresado en operación comercial y los que están en plena construcción, que representan 4.991 MW, con una inversión estimada de casi 7.500 millones de dólares en plena ejecución, y que implican casi 9.500 empleos entre la construcción y la operación y mantenimiento de estos parques.

La exitosa propuesta RenovAr

Actualmente, se encuentran en operación comercial 51 proyectos de energía renovable, 37 coresponden al Programa RenovAr y 14 al MaTER, en su conjunto totalizan una inversión de 2.174 MMusd y suman 1.457 MW de potencia instalada. En este momento, se encuentran en construcción otros 103 proyectos, con una inversión de 5.292 MMusd y una potencia total de 3.534 MW

La Ronda 2 se cerró con el 99 por ciento de sus contratos firmados (86 de 88) por 2.020 MW. La Ronda 3 de Renovar (Miniren) adjudicó 38 ofertas por 259,08 MW de potencia instalada. Además, se invitó a otros doce proyectos renovables a firmar contrato por el precio mínimo ofrecido en su tecnología.

 

(FUENTE: www.energialimpiaparatodos.com)



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