Ingeniería verde para la gestión de residuos

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Demede Engineering & Research, una compañía apoyada por el Vivero de Empresas del Parque Científico de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M), diseña y fabrica prototipos de plantas de gestión de residuos dedicadas a la investigación. Sus diseños están basados en los principios de la “ingeniería verde”, que también aplican en el desarrollo de técnicas para la producción sostenible de grafeno o la síntesis de productos farmacéuticos.

La “ingeniería verde” se basa en el diseño, comercialización y uso de procesos y productos que sean técnica y económicamente viables, minimizando al mismo tiempo la contaminación y el riesgo para la salud y el medioambiente. Se expresa en doce principios que fueron enunciados hace casi un cuarto de siglo por la Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos y que la empresa de ingeniería e investigación Demede Engineering & Technology trata de aplicar en todos sus trabajos. Su desarrollo más reciente, una planta piloto de digestión anaerobia de residuos orgánicos encargada por la Universidad de Cádiz, se va a utilizar para la investigación en el campo de la producción de biogás a partir de aguas residuales, lodos y residuos orgánicos procedentes de vertederos y estaciones depuradoras.

 

El sistema se basa en el procesamiento biológico que hacen ciertas bacterias en condiciones de falta de oxígeno y que convierte la materia orgánica residual en una mezcla de gases combustibles (monóxido de carbono, hidrógeno y metano). Estos gases pueden ser acumulados y utilizados posteriormente en la producción energética de calor y electricidad. “Este prototipo servirá para optimizar los procesos de aprovechamiento energético de residuos será un instrumento útil para solucionar el problema de gestión de residuos potencialmente tóxicos del entorno urbano, agrícola o ganadero”, explica el director de ingeniería de la compañía, Javier Roa Fresno.

 

 

Para diseñar este prototipo ha hecho falta el trabajo de un equipo multidisciplinar de expertos en ingeniería de procesos y control, mecánica y electrónica, entre otros. En este caso, su objetivo era diseñar una planta con la mejor eficiencia de funcionamiento, economía de proceso, reducción de residuos y de fácil mantenimiento. “Llevamos trabajando en el diseño de equipos similares durante cuatro años y este último proyecto se ha desarrollado en aproximadamente seis meses”, revelan fuentes de la compañía, que en la actualidad prepara la oferta de suministro de sistemas parecidos a clientes nacionales e internacionales para el tratamiento de residuos de origen cárnico y acuícola, así como para el tratamiento de fangos y lodos de depuradora.

El reactor principal de esta planta piloto consiste en un tanque agitado en el que se controlan la temperatura y el PH. El funcionamiento es relativamente sencillo: se introducen los sistemas orgánicos de forma continua y, a medida que el biogás va siendo producido por el metabolismo de los microorganismos, los residuos obtenidos se extraen por la parte inferior del tanque. “Al ser un equipo destinado a la I+D en la universidad, integra una serie de equipos adicionales que hacen más versátil el proceso”, comenta Javier Roa Fresno. “El objetivo final es desarrollar las tecnologías y optimizar los procesos que den lugar a la producción energética a escala industrial a partir de residuos orgánicos”, concluye.

Nanotecnología y química

La compañía explora nuevos proyectos en el campo de la nanotecnología, en colaboración con NanoInnova Technologies, para la búsqueda de nuevos productos derivados de la producción y modificación de grafeno, a través de rutas sintéticas verdes y sostenibles, el desarrollo de la activación mecanoquímica y el empleo de CO2 supercrítico. Además, Demede también colabora con Synthelia Organics en el campo farmacéutico para el desarrollo de reactores de flujo para procesos de producción de medicamentos y otros compuestos intermedios a alta presión y temperatura. En ambos casos, dicen los responsables de la empresa, estos proyectos están aportando nuevos productos en el campo de la nanotecnología y la industria química, de alto valor añadido, con la ventaja de que son producidos mediante nuevos procesos que minimizan la generación de residuos y el consumo energético, y maximizan la productividad y la eficiencia de los sistemas de producción antiguos.

 

El Vivero de Empresas del Parque científico de la UC3M ha apoyado a esta empresa desde sus comienzos, permitiéndole el acceso a sus instalaciones y proporcionándole asesoramiento especializado en temas de innovación. “Gracias a esta labor, hemos podido incrementar nuestra facturación, ganar cuota de mercado con nuevos clientes y productos, e incrementar de forma continua nuestra plantilla”, comentan los responsables de Demede Engineering & Research. Su plantilla está compuesta por ingenieros (industriales y químicos) y técnicos (mecánicos y electrónicos), así como por estudiantes de prácticas y proyectos fin de carrera procedentes de la UC3M.


Los 12 principios de la ingeniería verde, un código de buenas prácticas del diseño:
  • 1. Los diseñadores deben esforzarse por asegurar que todas las entradas y salidas de materia y energía sean tan inherentemente inocuas como sea posible.
  • 2. Es mejor prevenir la contaminación que tratar o limpiar el residuo ya producido.
  • 3. Las operaciones de separación y purificación deberían diseñ**** para minimizar el consumo de energía y el uso de materiales.
  • 4. Los productos, procesos y sistemas deberían diseñ**** para la maximización de la eficiencia en el uso de materia, energía y espacio.
  • 5. Los productos, procesos y sistemas deberían estar orientados hacia la “producción bajo demanda” más que hacia el “agotamiento de la alimentación”.
  • 6. La entropía y la complejidad inherentes deben ser consideradas como una inversión al elegir entre reutilizar, reciclar o rechazar como residuo final.
  • 7. Diseñar para la durabilidad, no para la inmortalidad.
  • 8. Satisfacer la necesidad, minimizar el exceso.
  • 9. Minimizar la diversidad de materiales.
  • 10. Cerrar los ciclos de materia y energía del proceso tanto como sea posible.
  • 11. Diseñar para la reutilización de componentes tras el final de la vida útil del producto.
  • 12. Las entradas de materia y energía deberían ser renovables.

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