En el marco del proyecto Waste4Soil, el Living Lab de Cataluña ha desarrollado, entre otras tecnologías, una ruta de producción de biogás para tratar diversos residuos agrícolas locales, como bagazo de cerveza, vinaza de vino, alperujo (subproducto de la producción de aceite de oliva) y purín de cerdo. Este proceso trata los residuos mediante digestión anaerobia (DA), asistida por un reactor bioelectroquímico (BES) integrado en el sistema de recirculación. El sistema DA-BES procesa eficazmente los residuos agrícolas, consumiendo la materia orgánica para producir biogás y digestato. El digestato, rico en micro y macronutrientes, se utiliza habitualmente como fertilizante. En el proyecto Waste4Soil, se empleará para la extracción de sulfato de amonio, que será un ingrediente clave en la formulación de mejoradores de suelos.
Con el objetivo de garantizar la escalabilidad del proceso y desarrollar tecnologías con aplicaciones prácticas y realistas, se diseñó y construyó un piloto DA-BES de 530 L para facilitar la transición del laboratorio a la industria. Este piloto incluye un reactor de DA de acero, térmicamente aislado, con una capacidad de 500 L, y un reactor BES cilíndrico de 30 L, equipado con 4 ánodos y 4 cátodos (cepillos de carbono). Ambos reactores están conectados por un circuito hidráulico que permite una recirculación continua del sustrato. Además, el piloto cuenta con un tanque de decantación de 400 L para separar la fracción líquida del digestato (de la que se extraerá el sulfato de amonio) conectado al reactor de DA.
El piloto está diseñado para tratar 120 L de residuos por semana, con un tiempo de retención hidráulica (TRH) de 35 días. Incluye un sistema de control de pH con sensor y bomba dosificadora para prevenir la acidificación del reactor. También cuenta con un calentador y un sensor de temperatura para mantener una temperatura interna de 35 °C, óptima para la DA. El piloto es hermético para garantizar condiciones anaerobias y dispone de un circuito de salida de gases con caudalímetro para registrar la producción diaria de biogás. El reactor BES está conectado a una fuente de alimentación que aplica 0,3 V, y se monitorea la producción de corriente.
La construcción del piloto finalizó en agosto de 2024 y se operó durante 9 semanas para su estabilización. Durante ese período, se empleó una mezcla de bagazo de cerveza y purín de cerdo como sustrato, siendo estos los dos residuos anuales a tratar en el proyecto. En estas 9 semanas, se estabilizaron los parámetros fisicoquímicos y se logró una producción de biogás constante.
Tras alcanzar el objetivo de construcción y puesta en marcha del piloto, la fase de prueba con los diferentes residuos estacionales comenzó en octubre, y el piloto ha estado funcionando a pleno rendimiento desde entonces. En los próximos pasos del proyecto, se incluirán los residuos estacionales de la industria del aceite y del vino, que tienen una importante presencia en Cataluña y generan una gran cantidad de subproductos que pueden reutilizarse para la producción de mejoradores de suelo y de biogás.
